电动车如何提升续航？

电动车如何提升续航？开放性地探索这个问题的话，给车辆减重、提高电池密度……甚至减小车辆风阻系数都会成为探究方向。

但是日前，知名的半导体设计＆制造厂商德州仪器（TI），给出了他们在另一个方向上的探索成果。

TI推出的是面向汽车和工业应用的下一代650V和600V氮化镓（GaN）场效应晶体管（FET）产品，与TI现有解决方案相比，新的GaN FET系列采用快速切换的2．2 MHz集成栅极驱动器，可帮助工程师提供两倍的功率密度和高达99％的效率，与此同时，还将电源磁性器件的尺寸减少59％。

图片来源：TI

TI官方资料显示，与现有的Si或SiC解决方案相比，使用TI新型车用GaN FET可将电动汽车（EV）车载充电器和DC／DC转换器的尺寸减少多达50％，从而使工程师能够延长电池续航，提高系统可靠性并降低设计成本。而在工业设计中，这些新器件则可以在更低功耗和更小电路板空间占用的情况下，在AC／DC电力输送应用（例如超大规模的企业计算平台以及5G电信整流器）中实现更高的效率和功率密度。

德州仪器高压电源解决方案副总裁Steve Lambouses表示：「工业和汽车应用日益需要在更小的空间内提供更多的电力，设计人员必须提供能在终端设备长久的生命周期内可靠运行的电源管理系统。凭借超过4，000万个小时的器件可靠性测试和超过5 GWh的功率转换应用测试，TI的GaN技术为工程师提供了能满足任何市场需求的可靠的全生命周期保障。」

TI推出面积汽车和工业应用的GaN FET产品背后，是其在电源管理领域的长期探索。他们挑战了五个「最具挑战的前沿领域」：功率密度、低EMI、低静态电流、低噪声高精确度和隔离。

图片来源：TI

TI对GaN采取的硅基氮化镓，我们将驱动集成在了硅基层上，这使得我们可以提供更可靠、更具成本优势、更加实用的GaN解决方案。

TI GaN的发展线路图，GaN对于TI来说是非常具有战略意义

实际上，TI从十年前就开始研发GaN，认为GaN会在工业、电信、以及个人电子消费品、企业的电源中会有非常广阔的应用，因为这些领域需要非常高的功率密度，并且对可靠性的要求也非常高。

针对这些需求，TI开始在内部研发相应解决方案，以保证开发产品的质量与可靠性。TI还与其工业领域伙伴紧密合作，例如，与西门子推出了首个10千瓦连接云电网的转换器。同时，我们也在氮化镓上完成了超过4000万小时的可靠性测试。

图片来源：TI

得益于TI GaN集成的一些优势，TI可以将功率密度增加到非常大，能够提供大于150 V ／ns和大于2．2 MHz的业界更快切换速度。高压摆率和高切换速度能够将电路中的磁元件减少的更小，通过集成可以将功率磁元件体积减少59％，以及减少十多个组件需求。

新材料的使用或新工艺的开发，往往是半导体产业领域实现产品更新换代的关键。

选用硅基GaN材料而不是碳化硅基GaN材料的原因，德州仪器高压电源应用产品业务部氮化镓功率器件产品线经理Steve Tom在解答记者提问时表示，硅基GaN的成本要比碳化硅低很多，在开关频率表现方面也有更快、更好的开关特征，再加上更低的损耗、更好的可靠性……硅基GaN材料在多方面都表现出了优势。

与此同时，TI的驱动也基于硅，采用硅基GaN材料可以让TI做到可以更好的集成，可以进行非常大规模和可靠的生产。

基于TI GaN的优异表现，在汽车与工作领域之外，相信不远的未来，它会在更广阔的领域为我们的现代生活带来便利。

责任编辑：PSY