ROHMs ultra-high-speed Control IC-teknologi maksimerer ydeevnen af GaN-switching-enheder

Genudgivet af Platon

Abonnenter: 0

23 March 2023

På grund af deres overlegne højhastighedskoblingsegenskaber er adoptionen af GaN-enheder blevet udvidet i de senere år. Imidlertid er hastigheden af kontrol-IC'er (til at styre kørsel af disse enheder) blevet udfordrende.

Som svar har den japansk-baserede krafthalvlederproducent ROHM Co Ltd videreudviklet sin ultra-højhastigheds Nano Pulse Control-teknologi (som er designet til strømforsynings-IC'er), hvilket forbedrer styrepulsbredden fra den konventionelle 9ns til, hvad der hævdes at være en branche-bedst af 2ns. Udnyttelse af denne teknologi gjorde det muligt for ROHM at etablere sin ultra-high-speed Control IC-teknologi, som kan maksimere ydeevnen af GaN-enheder.

Miniaturisering af strømforsyningskredsløbet kræver en reduktion i størrelsen af de perifere komponenter gennem højhastighedskobling, siger ROHM. For at opnå dette kræver det en kontrol-IC, der kan drage fordel af drevydelsen af højhastigheds-omskifterenheder såsom GaN.

For at foreslå løsninger, der inkluderer perifere komponenter, etablerede ROHM ultra-high-speed Control IC-teknologi optimeret til GaN-enheder ved hjælp af proprietær Nano Pulse Control analog strømforsyningsteknologi. ROHMs ultra-high-speed pulsstyringsteknologi opnår en tændingstid (kontrolbredde af strømforsyningens IC) i størrelsesordenen nanosekunder, hvilket gør det muligt at konvertere fra høj til lav spænding ved hjælp af en enkelt IC - i modsætning til konventionelle løsninger, der kræver to strømforsyning IC'er.

ROHM arbejder på at kommercialisere kontrol-IC'er, der anvender denne teknologi, med planer om at starte prøveforsendelse af 100V en-kanals DC-DC kontrol-IC i andet halvår af 2023. Dets brug i forbindelse med ROHMs EcoGaN-serie af GaN-enheder forventes at resultere i i betydelige energibesparelser og miniaturisering i en række applikationer, herunder basestationer, datacentre, FA-udstyr (fabriksautomatisering) og droner (figur 1).

"GaN har været meget ventet i mange år som et krafthalvledermateriale, der kan opnå energibesparelser, men der er forhindringer såsom kvalitet og omkostninger," bemærker professor Yusuke Mori, Graduate School of Engineering, Osaka University. "Under disse omstændigheder har ROHM etableret et masseproduktionssystem til GaN-enheder, der leverer forbedret pålidelighed og samtidig udvikler kontrol-IC'er, der kan maksimere deres ydeevne. Dette repræsenterer et stort skridt mod den udbredte anvendelse af GaN-enheder,” tilføjer han. "Jeg håber at bidrage til at opnå et dekarboniseret samfund ved at samarbejde med vores GaN-on-GaN wafer-teknologi."

Styre IC-teknologi

ROHM siger, at Nano Pulse Control-teknologien i dens nye Control IC er blevet dyrket ved at bruge dets vertikalt integrerede produktionssystem til at kombinere avanceret analog ekspertise, der spænder over kredsløbsdesign, processer og layout. Brug af en unik kredsløbskonfiguration til markant at reducere den minimale styreimpulsbredde af kontrol-IC'en fra de konventionelle 9ns til 2ns gør det muligt at gå ned fra højspænding (op til 60V) til lavspænding (ned til 0.6V) med en enkelt effekt forsyning IC i 24V og 48V applikationer. Understøttelse af mindre perifere drevkomponenter til højfrekvent omskiftning af GaN-enheder mindsker også monteringsarealet med omkring 86 % sammenlignet med konventionelle løsninger, når de er parret med et EcoGaN-strømforsyningskredsløb (se figur 2 og 3).