Ultraszybka technologia układów sterowania firmy ROHM maksymalizuje wydajność urządzeń przełączających GaN

Opublikowane ponownie przez Plato

Obserwuje: 0

Marzec 23 2023

Ze względu na ich doskonałą charakterystykę szybkiego przełączania, w ostatnich latach popularność urządzeń GaN wzrosła. Jednak szybkość kontrolnych układów scalonych (do kierowania napędem tych urządzeń) stała się wyzwaniem.

W odpowiedzi japoński producent półprzewodników mocy ROHM Co Ltd rozwinął swoją ultraszybką technologię Nano Pulse Control (która jest przeznaczona do układów scalonych zasilaczy), poprawiając szerokość impulsu sterującego z konwencjonalnych 9 ns do rzekomo najlepszy w branży 2ns. Wykorzystanie tej technologii umożliwiło ROHM ustanowienie ultraszybkiej technologii Control IC, która może zmaksymalizować wydajność urządzeń GaN.

Miniaturyzacja obwodu zasilania wymaga zmniejszenia rozmiaru elementów peryferyjnych poprzez szybkie przełączanie, mówi ROHM. Osiągnięcie tego wymaga kontrolnego układu scalonego, który może wykorzystać wydajność napędu szybkich urządzeń przełączających, takich jak GaN.

Aby zaproponować rozwiązania obejmujące komponenty peryferyjne, firma ROHM stworzyła ultraszybką technologię Control IC, zoptymalizowaną dla urządzeń GaN, wykorzystującą zastrzeżoną technologię analogowego zasilania Nano Pulse Control. Technologia ultraszybkiego sterowania pulsacyjnego firmy ROHM osiąga czas włączenia (szerokość kontrolna układu scalonego zasilacza) rzędu nanosekund, umożliwiając konwersję z wysokiego na niskie napięcie za pomocą pojedynczego układu scalonego — w przeciwieństwie do konwencjonalnych rozwiązań wymagających dwóch układy scalone zasilaczy.

ROHM pracuje nad komercjalizacją układów scalonych sterowania wykorzystujących tę technologię i planuje rozpocząć wysyłkę próbek 100-woltowego jednokanałowego układu scalonego sterowania DC-DC w drugiej połowie 2023 r. Oczekuje się, że jego użycie w połączeniu z serią urządzeń GaN firmy ROHM EcoGaN przyniesie w znacznych oszczędnościach energii i miniaturyzacji w różnych zastosowaniach, w tym w stacjach bazowych, centrach danych, sprzęcie FA (automatyki fabrycznej) i dronach (rysunek 1).

„GaN był bardzo oczekiwany od wielu lat jako półprzewodnikowy materiał mocy, który może zapewnić oszczędność energii, ale istnieją przeszkody, takie jak jakość i koszt”, zauważa profesor Yusuke Mori z Graduate School of Engineering na Uniwersytecie w Osace. „W tych okolicznościach firma ROHM stworzyła system masowej produkcji urządzeń GaN, który zapewnia lepszą niezawodność, jednocześnie opracowując układy sterujące, które mogą zmaksymalizować ich wydajność. Stanowi to ogromny krok w kierunku powszechnego przyjęcia urządzeń GaN”, dodaje. „Mam nadzieję przyczynić się do osiągnięcia zdekarbonizowanego społeczeństwa poprzez współpracę z naszą technologią płytek GaN-on-GaN”.

Kontroluj technologię IC

ROHM twierdzi, że technologia Nano Pulse Control w nowym układzie scalonym Control IC została kultywowana poprzez wykorzystanie zintegrowanego pionowo systemu produkcyjnego w celu połączenia zaawansowanej wiedzy analogowej obejmującej projektowanie obwodów, procesy i układ. Zastosowanie unikalnej konfiguracji obwodu w celu znacznego zmniejszenia minimalnej szerokości impulsu sterującego układu scalonego sterowania z konwencjonalnych 9 ns do 2 ns umożliwia przejście z wysokiego napięcia (do 60 V) do niskiego napięcia (do 0.6 V) za pomocą pojedynczego zasilania zasilanie układów scalonych w aplikacjach 24V i 48V. Ponadto obsługa mniejszych komponentów peryferyjnych napędów do przełączania wysokiej częstotliwości urządzeń GaN zmniejsza powierzchnię montażową o około 86% w porównaniu z konwencjonalnymi rozwiązaniami w połączeniu z obwodem zasilającym EcoGaN (patrz rysunki 2 i 3).