1.前言

所有功率級設(shè)計人員都喜歡在開關(guān)節(jié)點看到完美的方波。

快速上升/下降沿可降低開關(guān)損耗，而低過沖和振鈴可最大限度地減少功率 FET 上的電壓應(yīng)力。

功率級的開關(guān)節(jié)點波形采用 TI 最新的 GaN 技術(shù)設(shè)計，如圖 1a 所示，看起來確實令人印象深刻，從 0V 到 480V，壓擺率為 120V/ns，過沖小于 50V。 

圖 1：TI 的 600V 半橋功率級 - 開關(guān)波形 (a)；設(shè)備包 (b)；半橋板的圖片（c）。

GaN FET 具有低終端電容，因此能夠?qū)崿F(xiàn)快速開關(guān)。然而，當 GaN 半橋以高 di/dt 開關(guān)時，功率環(huán)路電感會在高壓總線和開關(guān)節(jié)點處引入振鈴/過沖。這限制了 GaN FET 的開關(guān)速度。

由于長引線和大封裝尺寸，傳統(tǒng)的功率封裝通常具有來自引線和鍵合線的高電感。在含鉛封裝中觀察到高達幾百伏的過沖。減少過沖的關(guān)鍵是最小化功率回路電感。

為了降低引線電感，TI 提供采用表面貼裝四方扁平無引線 (QFN) 封裝的單通道 GaN 功率級產(chǎn)品。如圖 1b 所示，TI 設(shè)計的電源環(huán)路和柵極環(huán)路在 QFN 內(nèi)部具有低電感。TI 的 GaN 半橋評估模塊 (EVM)，如圖 1c 所示，將高端和低端器件和總線電容器靠近在一起，并在器件正下方的電路板層返回電源回路。這最大限度地減小了功率回路的尺寸，從而保持低回路電感。

TI 的先進封裝和電路板設(shè)計將電源回路電感降低到幾個納亨。這種低電感設(shè)計與優(yōu)化的驅(qū)動器集成在一起，使 LMG3410 能夠以 >100V/ns 的壓擺率進行開關(guān)，且過沖小于 10%。借助 LMG3410，我們可以設(shè)計電源轉(zhuǎn)換器以實現(xiàn)快速開關(guān)以提高效率、低電壓過沖和降低電磁干擾 (EMI)。

TI 的LMG3410 GaN 功率級使電源設(shè)計人員能夠開發(fā)更高密度和更高效率的電源。LMG341xR050 GaN 功率級具有集成驅(qū)動器和保護功能，可讓設(shè)計人員在電力電子系統(tǒng)中實現(xiàn)更高水平的功率密度和效率。LMG341x 的固有優(yōu)勢超越硅 MOSFET，包括超低輸入和輸出電容值、可將開關(guān)損耗降低 80% 的零反向恢復(fù)以及可降低 EMI 的低開關(guān)節(jié)點振鈴。這些優(yōu)勢支持諸如圖騰柱 PFC 之類的密集高效拓撲。

LMG341xR050 通過集成一系列獨一無二的 特性 提供了傳統(tǒng)共源共柵 GaN 和獨立 GaN FET 的智能替代產(chǎn)品，以簡化設(shè)計、最大限度地提高可靠性并優(yōu)化任何電源的性能。集成式柵極驅(qū)動器支持 100V/ns 開關(guān)（Vds 振鈴幾乎為零），低于 100ns 的限流可自行防止意外擊穿事件，過熱關(guān)斷可防止熱逃逸，而且系統(tǒng)接口信號可提供自監(jiān)控功能。

· TI GaN 工藝通過了實際應(yīng)用硬開關(guān)任務(wù)剖面可靠性加速測試

· 支持高密度電源轉(zhuǎn)換設(shè)計

· 與共源共柵或獨立 GaN FET 相比具有卓越的系統(tǒng)性能

· 低電感 8mm x 8mm QFN 封裝簡化了設(shè)計和布局

· 可調(diào)節(jié)驅(qū)動強度確保開關(guān)性能和 EMI 控制

· 數(shù)字故障狀態(tài)輸出信號

· 僅需 +12V 非穩(wěn)壓電源

· 集成柵極驅(qū)動器

· 零共源電感

· 20ns 傳播延遲，確保 MHz 級工作頻率

· 工藝經(jīng)過調(diào)整的柵極偏置電壓，確?？煽啃?/span>

· 25V/ns 至 100V/ns 的用戶可調(diào)節(jié)壓擺率

· 強大的保護

· 無需外部保護組件

· 過流保護，響應(yīng)時間低于 100ns

· 壓擺率抗擾性高于 150V/ns

· 瞬態(tài)過壓抗擾度

· 過熱保護

· 針對所有電源軌的 UVLO 保護

· 強大的保護

· LMG3410R050：鎖存過流保護

· LMG3411R050：逐周期過流保護

該器件能夠以高轉(zhuǎn)換率可靠地切換，結(jié)合具有過流和過熱保護的集成驅(qū)動器，簡化了我們開發(fā)行業(yè)領(lǐng)先電源解決方案的工作。