你将学习:
- 意法半导体的新GaN部件系列在哪些方面非常适合电动增压器应用?
- 对直流快速充电站的影响。
- 100v设备的系统封装方法。
与硅基晶体管相比，氮化镓技术提供了更高的效率和更高的功率密度的高频操作。但随着汽车行业转向电气化平台，为了满足汽车行业的尺寸、性能和成本目标，供应商越来越多地将GaN技术的优势与传统半导体材料相结合。
例如,意法半导体最近宣布了一个新的GaN部件系列，命名为STi2GaN，即ST Intelligent and Integrated GaN的缩写。
的性病2GaN系列结合了单片功率级、GaN技术中的驱动器和保护，以及系统封装(SiP)解决方案中的附加处理和控制电路。这些部件采用ST公司的无键合线封装技术，以提供坚固性和可靠性。新产品系列旨在利用GaN的高功率密度和效率，提供一系列100和650伏高电子迁移率晶体管(HEMT)器件。
意法半导体的性病2N SiP由功率级、驱动和保护电路以及控制逻辑组成。
ST首次推出STi2GaN解决方案主要针对车载充电器(OBCs)、用于自动驾驶的激光雷达、双向dc-dc转换器、d类放大器和功率转换系统等应用Alfio Russo，集团副总裁兼低压与STI总经理2意法半导体GaN解决方案宏观部。
1996年，ST公司开始利用碳化硅(SiC) mosfet研究宽带隙材料(WBG)碳化硅二极管．汽车领域的GaN产品将集中于电动汽车的obc和轻度混合dc-dc转换器。双向48/ 12v dc-dc变换器是一个高侧为2 mΩ，低侧为1 mΩ的单片GaN半桥，驱动和控制器采用硅芯片。
目的是减少CO2在轻度混合动力汽车(mhev)中，涡轮增压器系统正从尾气驱动向电动驱动形式发展。增压器改善了发动机在低转数时的响应，并提高了性能。电动增压器的响应瞬间，消除涡轮滞后，并提高车辆的加速度。
ST正在通过产品组合实现电动增压器应用，其中包括使用48v三相驱动器L9907和32位汽车MCU的电机的集成解决方案。封装由LDO电压调节器和低通态电阻n通道功率mosfet完成。
随着道路上电动汽车数量的增加，对充电站的需求也随之增加，包括直流快速充电站和符合chademos的快速充电站。直流快速充电站为车辆提供3级充电，10分钟左右可行驶100公里。2级充电器为电池提供交流电源(然后由车载充电器转换为直流电源)，而3级快速充电器直接提供直流电源，显著提高了充电时间。
目前，直流充电站的目标主要有三个级别:城市使用≤50kw、高速公路使用≤150kw、高性能轿车、卡车和公交车使用≤350kw。直流快速充电器通常包括20千瓦的子单元，然后将它们堆叠起来，形成一个更高功率的直流充电系统。
ST高级技术营销经理表示，由于它是基于p-GaN栅极结构，GaN器件通常是关闭的，这对汽车应用非常重要。GaN产品的罗德里戈·马奎娜。“ST正在用自己的设计规则提供一种专用的独特设计。对于100v器件，我们更进一步，采用系统封装的方法，将逻辑与我们最新的基于硅的技术BCD9技术集成。这提供了一个更简单的GaN功率门电压驱动器，同时实现了高速逻辑控制。”
此外，封装的特点是减少寄生元件，这有助于降低电磁发射(EMI)。由于采用了双侧冷却，它还改善了热特性，进一步简化了散热策略的选择。
在欧洲PCIM的e-Mobility论坛上，ST的Marquina指出，STi²GaN有助于大幅提高操作频率(在兆赫范围内)，在系统级实现紧凑、简单、r和廉价的设计:“这种集成允许切换速度高达1 MHz，如果我们使用更典型的PWM或500 kHz，我们的目标效率是98%;这种方法适用于集中式和分布式电力架构。”
ST在PCIM上指出，它已经与STi2GaN的主要合作伙伴进行了接触。
