? 首款具備直流阻斷功能的雙向GaN技術(shù)，可大幅減少功率轉(zhuǎn)換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所需的開(kāi)關(guān)數(shù)量

? 兼容標(biāo)準(zhǔn)柵極驅(qū)動(dòng)器

? 支持軟切換與硬切換模式，實(shí)現(xiàn)快速、干凈的過(guò)渡

2026 年 3 月 23 日，中國(guó)北京訊 - 全球半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商瑞薩電子(TSE：6723)今日宣布，推出業(yè)界首款采用耗盡型(d-mode)氮化鎵(GaN)技術(shù)的雙向開(kāi)關(guān)——TP65B110HRU：該產(chǎn)品能夠在單一器件中阻斷正負(fù)電流的功能。該款器件主要應(yīng)用于單級(jí)太陽(yáng)能微型逆變器、人工智能(AI)數(shù)據(jù)中心和電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載充電器等系統(tǒng)，可大幅簡(jiǎn)化功率轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)，以單個(gè)低損耗、高速開(kāi)關(guān)且易驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品替代傳統(tǒng)背靠背FET開(kāi)關(guān)。

單級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：提升效率，減少元件數(shù)量

目前高功率轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)中所用的單向硅或碳化硅(SiC)開(kāi)關(guān)在關(guān)斷狀態(tài)下僅能單向阻斷電流。因此，功率轉(zhuǎn)換必須分階段進(jìn)行，并使用多個(gè)開(kāi)關(guān)橋接電路。例如，典型的太陽(yáng)能微逆變器需采用四開(kāi)關(guān)全橋電路完成第一級(jí)DC-DC轉(zhuǎn)換，隨后經(jīng)第二級(jí)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生最終交流輸出以接入電網(wǎng)。盡管電子行業(yè)正朝著更高效的單級(jí)轉(zhuǎn)換器方向發(fā)展，但設(shè)計(jì)人員仍需應(yīng)對(duì)開(kāi)關(guān)器件本身的物理局限。因此現(xiàn)在許多單級(jí)設(shè)計(jì)都是采用背靠背的傳統(tǒng)單向開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)數(shù)量增加四倍，整體效率降低。

雙向GaN技術(shù)的出現(xiàn)徹底改變了這一局面。通過(guò)在單個(gè)GaN產(chǎn)品中集成雙向阻斷功能，僅需更少的開(kāi)關(guān)即可實(shí)現(xiàn)單級(jí)功率轉(zhuǎn)換。以典型的太陽(yáng)能微逆變器為例，僅需兩顆瑞薩SuperGaN®雙向高壓器件即可——相較傳統(tǒng)方案，可省去中間的直流鏈路電容器，并將開(kāi)關(guān)數(shù)量減半。此外，GaN器件具備高速開(kāi)關(guān)特性與低存儲(chǔ)電荷，可實(shí)現(xiàn)更高開(kāi)關(guān)頻率和功率密度。在實(shí)際單級(jí)太陽(yáng)能微型逆變器應(yīng)用中，這種新型GaN架構(gòu)由于無(wú)需背靠背連接和低效的硅開(kāi)關(guān)，其功率效率可超過(guò)97.5%。

兼具強(qiáng)勁性能與可靠性，兼容硅基驅(qū)動(dòng)器

瑞薩650V SuperGaN®產(chǎn)品已在市場(chǎng)中獲得驗(yàn)證，其基于專有的常關(guān)斷技術(shù)，具有驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、可靠性高的特點(diǎn)。此次推出的TP65B110HRU將高壓雙向耗盡型GaN芯片與兩顆低壓硅基MOSFET進(jìn)行共同封裝。這兩顆低壓MOSFET具備高閾值電壓(3V)、高柵極耐壓裕量(±20V)以及內(nèi)置體二極管，可實(shí)現(xiàn)高效的反向?qū)āＯ噍^于增強(qiáng)型(e-mode)雙向GaN產(chǎn)品，瑞薩的這款雙向GaN開(kāi)關(guān)可兼容無(wú)需負(fù)柵極偏置的標(biāo)準(zhǔn)柵極驅(qū)動(dòng)器。這不僅簡(jiǎn)化了柵極回路設(shè)計(jì)，降低了成本，還使其在軟開(kāi)關(guān)和硬開(kāi)關(guān)操作模式下，均能實(shí)現(xiàn)快速、穩(wěn)定的開(kāi)關(guān)過(guò)渡，且不影響整體性能表現(xiàn)。對(duì)于維也納式整流器等需要硬開(kāi)關(guān)的電源轉(zhuǎn)換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，憑借其超過(guò)100V/ns的高dv/dt能力，該器件在開(kāi)關(guān)導(dǎo)通/關(guān)斷過(guò)程中可最大程度的減少振鈴并縮短延遲。總而言之，瑞薩的這款GaN新品實(shí)現(xiàn)了真正意義上的雙向開(kāi)關(guān)功能，將高可靠性、高性能和易用性集于一身。

Rohan Samsi, Vice President, GaN Business Division at Renesas表示：“將我們的SuperGaN技術(shù)拓展至雙向GaN平臺(tái)，標(biāo)志著功率轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)規(guī)范的重大變革。現(xiàn)在，我們的客戶能夠以更少的開(kāi)關(guān)元件、更小的PCB面積和更低的系統(tǒng)成本，實(shí)現(xiàn)更高的效率。同時(shí)，他們還可借助瑞薩在系統(tǒng)級(jí)集成方面的優(yōu)勢(shì)——包括柵極驅(qū)動(dòng)器、控制器和電源管理IC——來(lái)加速設(shè)計(jì)進(jìn)程?！?

TP65B110HRU的關(guān)鍵特性

? ±650V連續(xù)峰值交流/直流額定電壓，±800V瞬態(tài)額定電壓

? 2kV人體模型ESD防護(hù)等級(jí)(HBM與CDM)

? 25℃環(huán)境下典型導(dǎo)通電阻(Rdson)為110mΩ

? Vgs(th)典型值3V

? 無(wú)需負(fù)驅(qū)動(dòng)

? Vgs最大值±20V

? 超過(guò)100V/ns的dv/dt抗擾度

? 1.8V，VSS,FW續(xù)流二極管壓降

? 采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)引腳布局的TOLT頂部散熱封裝

瑞薩電子于2026年3月22日至26日，在美國(guó)得克薩斯州圣安東尼奧舉行的國(guó)際應(yīng)用功率電子會(huì)議(APEC)1219號(hào)展位上，展示這款最新雙向GaN開(kāi)關(guān)及其不斷豐富的智能電源解決方案產(chǎn)品組合。