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Deyisupport 管理员Y

术语“准备就绪”竟然有如此多不同的含义，真是有趣。若您儿孙满堂，“准备就绪”是指您需要轮流做许多准备；我们不会离开30分钟。在飞机上，“准备就绪”意味着收起您的手机；这样，飞机最终才能安全起飞。

我们已听到我们的行业代言人宣布，“GaN将迎来黄金发展时间。”这一公告似乎在暗示，GaN已准备好出现在广大听众、用户或为数众多的应用面前。这也表明，GaN技术已经如此成熟，不能认为它是一个有问题的技术。我会让您自己决定哪些东西是正确的。

因此，当我说“GaN已为数字电源控制做好准备”时，您懂我的意思吗？测试GaN的一种方法是查看采用GaN的电源的开发过程。多数情况下，电源设计人员使用数字控制来演示GaN应用。这可能是因为数字化控制的灵活性较好，能够让设计人员精确控制开关波形。也可能是数字控制可以提供克服任意GaN缺点的多个控制回路和保护电路。

我认为，“GaN已为数字电源控制做好准备”的含义比我上述提到的更丰富，但它也意味着数字控制也做好准备迎接GaN。对于做好准备迎接GaN的数字电源控制来讲，它需要时间基分辨率、采样分辨率和计算马力用于更高的开关频率、更窄的占空比和精确的死区时间控制。图1和2所示为硅（Si）MOSFET和GaN MOSFET的上升和下降时间。图中数字显示死区时间存在两倍的差异，硅 MOSFET速度更慢。此外，GaN MOSFET的上升和下降更加线性。这些属性使得更精细的边缘控制非常可取。

GaN可在无需支付后续费用的情况下增大开关频率。利用这一优点，可以在功率级中缩小无源元件尺寸，并加快瞬变响应速度。但是，要对这些较高频率进行所需的控制，控制电路速度必须更快。例如，采样和转换时间需要足够快，才不会限制占空比宽度或相位延迟。此外，接下来针对控制工作的计算需要足够快，以不限制开关速度。对于如今频率大于1MHz的开关电源，需要在少数100ns中完成采样和转换。计算延迟也必须处于这一范围。

幸运的是，多年来，我们生产的数字电源控制器一直具备这一能力。并非所有数字电源控制器都能满足这些需求，但是至少电源设计人员有选择权。

因此，GaN为数字电源控制做好准备了吗？我们得到的答案更多是数字电源控制已准备好迎接GaN。因此，随着GaN继续开发，并应用于高密度和高性能电源解决方案，我们不必等待开发控制器时要借助GaN带给行业的优势。因此，这就是“准备就绪”的含义：它是指“现在就开始”。

您对这个问题有什么看法呢？

 

图1：谐振LLC硅MOSFET死区时间

 

图2：LLC GaN MOSFET死区时间

 

更多信息：

-           LMG5200半桥功率级

-           GaN场效应管模块相较于硅的性能优势。

-           一种限定GaN产品可靠性的综合法。

-           通过GaN的承诺推进电源解决方案。


原文链接：

http://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2015/03/20/gan-is-ready-for-digital-power-control

Anonymous

  • 在低压数字电源中，氮化镓具有很大的优势。GaN的开关频率通常大于1MHz，可以在功率级中缩小无源元件尺寸，并加快瞬变响应速度，但对控制器提出了更高的要求。它需要时间基分辨率、采样分辨率和计算马力用于更高的开关频率、更窄的占空比和精确的死区时间控制。我想不久会有多核的控制器用于GaN控制。

  • GaN的高效率和高宽带性能比现有的LDMOS处于更有利，所以未来肯定是占领市场的

  • 从电源技术的发展路径来看，我们始终沿着最求更高的工作频率、更高的转换效率和更小的体积这三者的目标在前进。氮化镓技术的发展，让我们看到了他在电源技术领域的广泛应用前景。氮化镓的各种特性非常有吸引力，更高的耐压，更快的开关频率、更低的开关损耗，都展示出氮化镓技术在电源技术领域应用的优势。不过，电源技术不仅仅取决于功率开关管的技术，他是一个系统工程，还取决于更高的采样分辨率、更快的采样频率、更窄的占空比和精确的死区时间控制、更快的控制算法等等。幸运的是，TI在这方面已经准备好了，我们可以顺畅的享有氮化镓技术给电源技术领域应用带来的好处了！让我们拭目以待。

  • GaN在开关频率上能做到更高，正常是Si的三倍以上，但是不能直接将GaN用在Si的板子上，两个器件在使用上有很大的差别，Layout上GaN有很多关键的点;

    采用GaN设计电源时，为降低系统EMI，需考虑几个关键因素：首先，对于Cascode结构的GaN，阈值非常稳定地设定在2 V，即5 V导通， 0 V关断，且提供± 18 V门极电压，因而无需特别的驱动器。其次，布板很重要，尽量以短距离、小回路为原则，以最大限度地减少元件空间，并分开驱动回路和电源回路，而且需使用解调电容。对于硬开关桥式电路，使用磁珠而不是门极电阻，不要用反向二极管，使用解调母线电容。

  •  氮化镓功率器件在性能、效率、能耗、尺寸等多方面比市场主流的硅功率器件均有显著数量级的提升。氮化镓技术能带来全世界最快速的电晶体，是高频及超高效率电源转换的核心，随着氮化镓技术不断突破，电源产业将迎来技术的大革命。

     有一种说法，最传统的半导体是硅Si，主要解决数据运算、存储的问题；而最新的半导体却以GaN为代表，它在光电转化方面性能突出，在微波信号传输方面效率很高，可以广泛地应用于照明、显示和通讯领域。可以说，GaN确实是目前最为新鲜的半导体技术，而且它的未来前景十分广阔！

     根据分析机构调研数据，2015年，氮化镓功率器件市场低于1000万美元，预计氮化镓功率器件市场将在2021年达到3亿美元，2016-2021年的复合年增长率为86%。