0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

在所有电力电子应用中 功率密度是关键指标之一

lyj159 来源:与非网 作者:与非网 2020-03-14 11:56 次阅读

在所有电力电子应用中,功率密度是关键指标之一,这主要由更高能效和更高开关频率驱动。随着基于硅的技术接近其发展极限,设计工程师现在正寻求宽禁带技术如氮化镓(GaN)来提供方案。

对于新技术而言,GaN本质上比其将取代的技术(硅)成本低。GaN器件与硅器件是在同一工厂用相同的制造程序生产出。因此,由于GaN器件小于等效硅器件,因此每个晶片可以生产更多的器件,从而降低了每个晶片的成本。

GaN有许多性能优势,包括远高于硅的电子迁移率(3.4eV对比1.1eV),这使其具有比硅高1000倍的电子传导效率的潜力。值得注意的是,GaN的门极电荷(QG)较低,并且由于必须在每个开关周期内对其进行补充,因此GaN能够以高达1 MHz的频率工作,效率不会降低,而硅则难以达到100 kHz以上。此外,与硅不同,GaN没有体二极管,其在AlGaN / GaN边界表面的2DEG可以沿相反方向传导电流(称为“第三象限”操作)。因此,GaN没有反向恢复电荷(QRR),使其非常适合硬开关应用。

在所有电力电子应用中,功率密度是关键指标之一,这主要由更高能效和更高开关频率驱动。随着基于硅的技术接近其发展极限,设计工程师现在正寻求宽禁带技术如氮化镓(GaN)来提供方案。

对于新技术而言,GaN本质上比其将取代的技术(硅)成本低。GaN器件与硅器件是在同一工厂用相同的制造程序生产出。因此,由于GaN器件小于等效硅器件,因此每个晶片可以生产更多的器件,从而降低了每个晶片的成本。

GaN有许多性能优势,包括远高于硅的电子迁移率(3.4eV对比1.1eV),这使其具有比硅高1000倍的电子传导效率的潜力。值得注意的是,GaN的门极电荷(QG)较低,并且由于必须在每个开关周期内对其进行补充,因此GaN能够以高达1 MHz的频率工作,效率不会降低,而硅则难以达到100 kHz以上。此外,与硅不同,GaN没有体二极管,其在AlGaN / GaN边界表面的2DEG可以沿相反方向传导电流(称为“第三象限”操作)。因此,GaN没有反向恢复电荷(QRR),使其非常适合硬开关应用。

最初采用GaN技术并增长的将是如低功率快速充电USB PD电源适配器和游戏类笔记本电脑高功率适配器等应用。这主要归因于有控制器驱动器可支持需要高开关频率的这些应用,从而缩短了设计周期。随着合适的驱动器、控制器和模块方案可用于服务器、云和电信等更高功率的应用,那么GaN也将被采用。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • GaN
    GaN
    +关注

    关注

    19

    文章

    1745

    浏览量

    67226
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    TVS选型四个关键指标及选型

    TVS选型四个关键指标关键词:TVS选型、工作电压、瞬态电流、箝位电压、电容值1.工作电压(Vrwm)要选择合适的TVS,工作电压是首要考虑的指标。根据电路的最高电压,选择工作电压稍高于最高电压
    的头像 发表于 01-26 08:03 240次阅读
    TVS选型四个<b class='flag-5'>关键指标</b>及选型

    示波器的三大关键指标有哪些?

    示波器的三大关键指标有哪些? 示波器是一种用来观察和测量电信号的仪器。它通过显示电压随时间变化的图形,使我们能够观察信号的振幅、频率、相位和波形等特征。在选择和使用示波器时,有三个关键指标需要我们
    的头像 发表于 01-17 15:14 326次阅读

    功率设备提升功率密度的方法

    电力电子系统的设计和优化中,功率密度是一个不容忽视的指标。它直接关系到设备的体积、效率以及成本。以下提供四种提高电力
    的头像 发表于 12-21 16:38 295次阅读
    <b class='flag-5'>功率</b>设备提升<b class='flag-5'>功率密度</b>的方法

    功率半导体冷知识:功率器件的功率密度

    功率半导体冷知识:功率器件的功率密度
    的头像 发表于 12-05 17:06 271次阅读
    <b class='flag-5'>功率</b>半导体冷知识:<b class='flag-5'>功率</b>器件的<b class='flag-5'>功率密度</b>

    采用IGBT7高功率密度变频器的设计实例

    采用IGBT7高功率密度变频器的设计实例
    的头像 发表于 12-05 15:06 430次阅读
    采用IGBT7高<b class='flag-5'>功率密度</b>变频器的设计实例

    使用集成 GaN 解决方案提高功率密度

    使用集成 GaN 解决方案提高功率密度
    的头像 发表于 12-01 16:35 199次阅读
    使用集成 GaN 解决方案提高<b class='flag-5'>功率密度</b>

    MOSFET创新助力汽车电子功率密度提升

    随着汽车行业逐步纵深电气化,我们已经创造出了显著减少碳排放的可能性。然而,由此而来的是,增加的电子设备使得汽车对电力运作的需求日益攀升,这无疑对电源网络提出了更高的功率密度和效率的要求。在其中,MOSFET以其在电源管理设计中的
    的头像 发表于 11-20 14:10 679次阅读
    MOSFET创新助力汽车<b class='flag-5'>电子</b><b class='flag-5'>功率密度</b>提升

    工业ai质检的关键指标有哪些

    工业ai质检的关键指标有哪些
    的头像 发表于 11-02 15:10 298次阅读

    如何提高4.5 kV IGBT模块的功率密度

    未来对电力电子变流器的要求不断提高。功率密度和变流器效率须进一步提高。输出功率应适应不同终端客户的不同项目。同时,变流器仍需具有成本竞争力。本文展示了新型4.5kV
    的头像 发表于 10-17 10:50 404次阅读
    如何提高4.5 kV IGBT模块的<b class='flag-5'>功率密度</b>

    如何提升工业和汽车系统的功率效率和功率密度呢?

    电力电子产品设计人员致力于提升工业和汽车系统的功率效率和功率密度,这些设计涵盖多轴驱动器、太阳能、储能、电动汽车充电站和电动汽车车载充电器等。
    发表于 09-26 10:00 174次阅读
    如何提升工业和汽车系统的<b class='flag-5'>功率</b>效率和<b class='flag-5'>功率密度</b>呢?

    影响电源模块功率密度关键因素

    依靠简单的经验法则来评估电源模块密度关键因素是远远不够的,例如电源解决方案开关频率与整体尺寸和密度成反比;与驱动系统密度的负载相比,功率密度
    发表于 08-18 11:36 266次阅读

    运算放大器的关键指标:增益和带宽

    本期,我们接着介绍运放关键指标最后一部分,主要分为开环电压增益、增益带宽积和-3dB带宽、压摆率和建立时间。
    发表于 06-25 09:40 3656次阅读
    运算放大器的<b class='flag-5'>关键指标</b>:增益和带宽

    如何提高系统功率密度

    功率器件领域,除了围绕传统硅器件本身做文章外,材料的创新有时也会带来巨大的性能提升。比如,在谈论功率密度时,GaN(氮化镓)凭借零反向复原、低输出电荷和高电压转换率等突出优势,能够帮助厂商大幅提升系统密度,而另一种主流的宽带隙
    的头像 发表于 05-18 10:56 752次阅读
    如何提高系统<b class='flag-5'>功率密度</b>

    用氮化镓重新考虑功率密度

    作为一种宽带隙晶体管技术,GaN正在创造一个令人兴奋的机会,以实现电力电子系统达到新的性能和效率。GaN的固有优势为工程师开启了重新考虑功率密度的方法,这些方法在以前并不可能实现,如今能满足世界日益增长的
    的头像 发表于 04-07 09:16 588次阅读
    用氮化镓重新考虑<b class='flag-5'>功率密度</b>

    用于高功率密度应用的碳化硅功率器件

    交通应用中电气化的趋势导致了高功率密度电力电子转换器的快速发展。高开关频率和高温操作是实现这一目标的两个关键因素。
    的头像 发表于 03-30 17:37 921次阅读