TI si rivolge ai FET GaN per ridurre lo spazio sulla scheda e aumentare la densità di potenza nei veicoli elettrici

un giorno fa p Jake Hertz Tra gli sforzi per auto completamente elettriche e auto completamente autonome, le automobili sono oggi integrate con più sistemi elettrici che mai. Con questa domanda nasce la necessità per gli ingegneri elettrici di innovare nuovi progetti che siano tecnologicamente ed economicamente fattibili. Dal punto di vista elettrico, una delle maggiori sfide nel design automobilistico è creare sistemi leggeri e compatti in modo che le prestazioni del veicolo non siano influenzate, dando anche la priorità alla durata contro le alte tensioni.
La soluzione a cui molti produttori si sono rivolti sono i FET in nitruro di gallio (GaN), un semiconduttore a banda larga che consente all'elettronica di potenza di resistere a tensioni estremamente elevate. Texas Instruments è una di queste società che punta sull'elettrificazione automobilistica. Questa settimana, l'azienda ha fatto notizia con il rilascio di una nuova famiglia di transistor GaN pensati per ridurre lo spazio sulla scheda e aumentare l'efficienza energetica nei sistemi elettrici delle automobili.
I nuovi componenti, ovvero LMG3525R030-Q1 e LMG3425R030, sono rispettivamente i nuovi FET GaN da 650 V e 600 V. Ciascuno di questi dispositivi offre diversi vantaggi, ma entrambi beneficiano di una maggiore funzionalità sul dispositivo con un gate driver integrato da 2,2 MHz.
Unicamente, questi chip offrono anche la cosiddetta "modalità diodo ideale", una modalità in cui il dispositivo riduce le perdite del terzo quadrante abilitando il controllo del tempo morto. Integrando il driver su chip, si dice che l'LMG3525R030-Q1 riduca le dimensioni dei caricatori di bordo dei veicoli elettrici e dei convertitori CC-CC fino al 50% rispetto alle soluzioni SiC esistenti. La speranza è che il risparmio di spazio sulla scheda consentirà agli ingegneri di ottenere una maggiore autonomia della batteria, una maggiore affidabilità del sistema e costi di progettazione inferiori.
Secondo TI, questa integrazione può aiutare gli ingegneri a eliminare più di 10 componenti tipicamente richiesti per soluzioni discrete. TI afferma che l'LMG3425R030 utilizza il gate driver integrato per abilitare il doppio della potenza in uscita, raddoppiando quindi la densità di potenza rispetto ai MOSFET al silicio. L'azienda vanta anche perdite estremamente basse nel dispositivo, consentendo un'efficienza fino al 99% nelle applicazioni di erogazione di potenza AC / DC, secondo il comunicato stampa.
Storicamente, durante la progettazione di FET GaN, gli ingegneri devono affrontare un notevole compromesso tra velocità di commutazione e perdite di potenza. Questi nuovi FET GaN evitano ciò in modo univoco utilizzando ciò che TI chiama "modalità diodo ideale", che mira a ridurre le perdite del terzo quadrante fino al 66% rispetto ai MOSFET discreti GaN e SiC. TI spera che i suoi nuovi GaN FET porteranno innovazioni all'industria dei veicoli elettrici.
Integrando un conducente a bordo e offrendo nuove funzioni come la modalità diodo ideale, la nuova famiglia di GaN FET sembra essere utile per ridurre al minimo lo spazio sulla scheda e risparmiare energia , due considerazioni chiave per la progettazione di veicoli elettrici. Steve Lambouses, vicepresidente per l'alta tensione di TI, afferma: "Le applicazioni industriali e automobilistiche richiedono sempre più potenza in meno spazio ei progettisti devono fornire sistemi di gestione dell'alimentazione comprovati che funzionino in modo affidabile per tutta la lunga durata dell'apparecchiatura finale". Continua: "Supportata da oltre 40 milioni di ore di affidabilità del dispositivo e più di 5 GWh di test delle applicazioni di conversione di potenza, la tecnologia GaN di TI fornisce l'affidabilità a vita richiesta dagli ingegneri in qualsiasi mercato.
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