Navitas推出全球首款双向GaN功率IC

近日，纳维塔斯半导体公司在亚特兰大举行的APEC 2025大会上，宣布推出全球首款双向氮化镓(GaN)功率集成电路(IC)，此举被业界誉为在可再生能源和电动汽车等高功率应用领域的“范式转变”。纳维塔斯首席执行官兼联合创始人基恩·谢里丹在新闻发布会上指出，这款新型双向GaN IC在效率、体积、重量和成本等多个方面都达到了行业顶尖水平。

纳维塔斯在大会上推出的双向GaNFast功率IC和IsoFast双通道隔离GaN驱动器，通过将两款设备配合使用，可以显著简化传统两级转换器的设计，减少所需的多个笨重组件。这种创新技术有望在太阳能和可再生能源、车载充电器及各种能源存储系统等多个数十亿美元的市场中发挥重要作用。

双向GaN IC采用单芯片设计，集成了合并的漏极结构、两个栅极控制和自主基板夹。这种设计使得双向开关转换器(BDS)能够在双向上处理电流和电压，并且可以在任何频率下进行切换。

相较于传统的两级设计，BDS能够替代四个设备，并起到两个背靠背功率开关的作用。谢里丹详细解释，当前大多数电力系统都包括两个阶段：连接到交流电网的功率因数校正(PFC)电路和用于提供所需电压的DC-DC转换器，该设计通常需要使用笨重的直流连接缓冲电容。

“有了双向技术，两级转换器将成为历史，”谢里丹强调，“我们彻底消除了第二个阶段，纳维塔斯的单级转换器不仅成本低、密度高、重量轻，而且制造更简单、可靠性更高。”

纳维塔斯的新设计显著减少了设备的体积和重量。工程副总裁贾森·张通过比较两个特斯拉车载充电器(OBC)展示了这一点。传统的单级OBC高约五英寸，而新型单级OBC仅高约两英寸，且轻了30%，同时占用了更少的空间。

张还展示了OBC内部的电路板，进一步说明了单级系统如何有效消除笨重组件并实现全面表面贴装。

为了控制双向开关的两个栅极，纳维塔斯开发了IsoFast，这是一款电气隔离的高速驱动器，能够驱动GaN BDS IC及类似的GaN/SiC设备。IsoFast的瞬态抗扰度比现有驱动器高出四倍，能够处理高达200 V/ns的瞬态电压，且不需要外部负偏置电源。

此外，纳维塔斯的专利技术还包括一款单片集成的主动基板夹，这一创新可自动将基板连接到电压最低的源端子，消除背栅效应，从而提高了系统的效率和可靠性。

谢里丹表示，纳维塔斯的双向GaNFast功率IC将极大地推动可再生能源和电动汽车设备的开发，能够减少所需组件的数量，从而降低总体成本。他指出：“整个第一阶段的PFC将不再存在，电解电容器和直流连接电容器也将消失。这种设计本质上是软开关，使我们能够充分利用高频优势，显著缩小系统中被动组件的体积。”