- Konu Yazar
- #1
Renesas'tan Yeni Nesil Güç Çözümleri
Renesas, 48V bus mimarileri ve motor sürücülerinde yüksek frekanslı güç dönüşümünü basitleştirmek amacıyla tasarlanmış, geliştirilmiş modlu ayrık güç transistörlerinden oluşan yeni bir aile sunuyor. Bu 100V GaN tabanlı transistörler (RTP100E005G1FL, RTP100E2P6G1FL, RTP100E1P8G1FL-DSC ve RTP100E1P2G1FL-DSC modelleri), endüstriyel otomasyon, yüksek yoğunluklu yapay zeka veri merkezleri ve güneş mikroinvertör uygulamaları için gereken megahertz sınıfı anahtarlama frekanslarını yönetmek üzere özel olarak geliştirildi.
48V Bus Mimarilerine Geçiş ve GaN'ın Rolü
Veri merkezi altyapıları ve endüstriyel güç sistemleri, 800 VDC güç dağıtımına ve 48V bus mimarilerine doğru kayarken, güç dönüştürücü aşamaları kilohertz'den megahertz sınıfı anahtarlama frekanslarına geçiş yapıyor. Bu geçiş, mühendislerin manyetik bileşenlerin fiziksel boyutunu küçültmesine ve genel sistem güç yoğunluğunu artırmasına olanak tanıyor. Düşük voltajlı GaN bileşenlerinin bu yüksek voltajlı doğru akım (HVDC) mimarilerinde kullanılması, pasif bileşenlerin gerekli boyutunu azaltıyor ve termal soğutma kapasitesi ihtiyacını düşürüyor. Silikon uyumlu bir paketleme ayak izi sayesinde, GaN alan etkili transistörler (FET'ler), kapsamlı yapısal yeniden tasarımlara gerek kalmadan mevcut baskılı devre kartı (PCB) düzenlerine entegre edilebiliyor.
Anahtarlama Metrikleri ve Termal Performans
Bu 100V GaN transistörler, voltaj ve akım arasındaki zaman çakışmasını en aza indirerek dönüşüm döngülerindeki enerji kaybını azaltıyor. Bileşenler, geleneksel silikon alternatiflerinde bulunan yaygın bir anahtarlama kaybı kaynağı olan sıfır ters geri kazanım şarjına (Qrr = 0) sahip. Bu cihazlar, piyasadaki benzer GaN iterasyonlarına kıyasla sert anahtarlama başarı faktöründe (FOM) %35'e kadar, yumuşak anahtarlama FOM'unda ise %63'e kadar azalma sağlıyor.
Bileşenler, 1.2 mΩ'dan 5 mΩ'a kadar bir açık direnç (RDS(on)) aralığı sunarak, senkron doğrultma ve çok fazlı buck dönüşümü için farklı güç seviyelerinde operasyonel ölçeklenebilirlik sağlıyor. FET'ler, yoğun donanımda ısı dağılımını yönetmek için alt ve çift taraflı soğutma konfigürasyonları sunan FCLGA ve FCLGA-DSC formatlarında paketleniyor. Bu özellikler, belirli dönüşüm topolojisine bağlı olarak anahtarlama kayıplarında %40 ila %70'e varan bir azalma sağlayarak, aktif fan soğutmasına olan mekanik bağımlılığı azaltıyor.
Renesas Düşük Voltaj GaN Kıdemli Direktörü Akhil Nair, robotik ve yenilenebilir enerji sistemleri için yeni nesil teknolojiyi entegre eden mühendislerin, belirli anahtarlama performansı sunan ve mevcut silikon MOSFET tasarımlarından kolay bir geçiş sağlayan bileşenlere ihtiyaç duyduğunu belirtiyor.
Rekabet ve Renesas'ın Farkı
Düşük voltajlı (100V) GaN FET pazarında, Efficient Power Conversion (EPC) ve Infineon Technologies gibi şirketler de benzer bileşenler üretiyor. EPC'nin EPC2218 ve EPC2302 100V eGaN FET'leri, 1.8 mΩ'a kadar RDS(on) değerleri sunarak benzer 48V DC-DC dönüşüm ortamlarını hedefliyor. Infineon'un 100V CoolGaN serisi de yüksek frekanslı anahtarlama operasyonları için optimize edilmiş rekabetçi açık direnç özellikleriyle geliştirilmiş modlu çalışmayı kullanıyor. Renesas RTP100 serisi, özellikle çift taraflı soğutma sağlayan FCLGA-DSC paketleri sayesinde termal yönetim seçenekleriyle doğrudan rekabet ediyor. Bu paketler, sunucu sınıfı yumuşak anahtarlama topolojilerinin artan güç yoğunluğu gereksinimlerini karşılamak için termal yükleri PCB yüzeyinden uzaklaştırıyor.
