최신 GaN IC는 더 빠른 속도, 효율성 및 전력 밀도를 제공합니다.

Apr 08, 2024

빠른 스위칭 속도, 우수한 열 전도성 및 낮은 온 저항 덕분에 질화갈륨(GaN) 기술은 전력 반도체 산업에서 주목을 받고 있습니다. 반도체 회사들은 계속해서 GaN 기술을 활용하여 광범위한 애플리케이션에 사용하기에 적합한 효율적인 전력 장치를 제조하고 있습니다.

이 기사에서는 최근 시장에 출시된 최신 GaN 장치를 정리합니다.

STMicroelectronics(ST)는 두 개의 VIPerGaN 고전압 전력 변환기, 즉 VIPerGaN100과 VIPerGaN65를 출시했습니다. VIPerGaN 전력 변환기 제품군은 HEMT(고전자 이동도 트랜지스터)와 고급 PWM(펄스 폭 변조기) 컨트롤러를 통합하여 더 높은 전력 밀도, 더 높은 효율, PCB 크기 및 비용 감소를 달성합니다.

ST는 이러한 새로운 장치가 단일 스위치 중전력 QR(Quasi-Resonant) 플라이백 컨버터의 설계 요구 사항을 충족하는 것을 목표로 한다고 밝혔습니다. VIPerGaN100은 출력 전력이 100W인 플라이백 컨버터의 요구 사항을 충족하는 반면, VIPerGaN65는 출력 전력이 65W인 플라이백 컨버터용으로 특별히 제조되었습니다.

VIPerGaN 장치는 650V 강화 모드 GaN 전력 트랜지스터를 통합하고 유사 공진 모드에서의 작동을 지원합니다. 유사 공진 모드, 동적 블랭킹 시간 지원, 밸리 동기화 지원이 모두 결합되어 스위칭 손실을 줄입니다. 이러한 기능은 또한 모든 입력 라인 및 부하 조건에서 전반적인 효율성을 향상시킨다고 회사는 말합니다.

ST에 따르면 전력 변환기는 과전압 보호, 과열 보호(OTP), 과부하 보호(OLP), 브라운인/아웃 보호 등을 포함한 강력한 안전 및 보호 메커니즘을 갖추고 있어 높은 신뢰성과 보호에 최적화되어 있습니다.

두 장치는 5mm × 6mm QFN 패키지로 제공됩니다. 이러한 고전압 컨버터의 대상 응용 분야에는 USB-PD 충전기용 스위치 모드 전원 공급 장치(SMPS), 스마트 빌딩 컨트롤러, 가전 제품, 에어컨, 스마트 계량, 조명 및 기타 산업 응용 분야가 포함됩니다.

한편, ST는 전력 변환기가 글로벌 에너지 절약 및 순 제로 탄소 배출 사양을 충족하도록 제조되기 때문에 친환경적이라고 밝혔습니다. 자세한 내용은 VIPerGaN100 및 VIPerGaN65의 데이터시트에서 확인할 수 있습니다.

DC-DC 전력 애플리케이션에서 원활한 전력 변환을 지원하기 위해 EPC는 ePower Stage IC 포트폴리오에 GaN 기반 전력 스테이지 IC 장치 한 쌍을 발표했습니다. 기능 장치에는 입력 논리 인터페이스, 레벨 이동, 부트스트랩 충전 및 게이트 드라이브 버퍼 회로가 포함됩니다. GaN 기반 출력 전계 효과 트랜지스터(FET)도 포함됩니다.

이 회사는 통합 전력 스테이지 IC를 통해 설계자가 강력한 전력 장치 및 솔루션을 쉽게 레이아웃하고 설계할 수 있다고 말합니다. 또한 PCB 공간을 절약하고 전반적인 효율성과 성능을 높이는 데 도움이 됩니다.

EPC는 EPC23103 및 EPC23104가 데이터 센터, 모터 드라이브 및 클래스 D 오디오 증폭기의 다양한 전력 요구 사항에 맞게 설계를 단순화하면서 전력 밀도를 높이도록 설계되었다고 밝혔습니다.

새로운 전력단 IC는 내부 하이사이드 및 로우사이드 FET가 통합된 하프브리지 게이트 드라이버로 구성됩니다. 회사에 따르면 FET는 회사 자체 독점 GaN IC 기술을 사용하여 하프 브리지 게이트 드라이버와 통합됩니다.

이 장치는 낮은 온 저항을 자랑합니다. 따라서 EPC23103은 하이사이드 및 로우사이드 FET에서 7.6mΩ의 드레인 소스 온 저항을 갖는 반면, EPC23104는 하이사이드 및 로우사이드 FET에서 11mΩ의 드레인 소스 온 저항을 갖습니다.

낮은 온 저항은 빠른 스위칭 속도를 보장합니다. 두 장치는 100V의 최대 입력 전압을 지원하고 최소 80V의 전압으로 편안하게 작동할 수 있지만 EPC23103의 전력단 부하 전류는 25A이고 EPC23104의 전력단 부하 전류는 15A입니다.

이 장치는 3.5mm × 5mm QFN 패키지로 제공됩니다. 열적으로 강화된 장치의 QFN 패키징은 접합부에서 상단 방열판까지 낮은 열 저항을 가능하게 합니다. 자세한 내용은 EPC23103 및 EPC23104의 데이터시트에서 확인할 수 있습니다.