Texas Instrument LMG3526R050 650V GaN FET具有集成式驱动器和保护功能,适用于开关模式电源转换器,可让设计人员实现更高水平的功率密度和效率。LMG3526R050集成了一个硅驱动器,可实现高达150V/ns的开关速度。与分立式硅栅极驱动器相比,TI的集成式精密栅极偏置可实现更高的开关SOA。这种集成特性与TI的低电感封装技术相结合,可在硬开关电源拓扑中提供超小的振铃和干净的开关。可调栅极驱动强度允许将压摆率控制在15V/ns至150V/ns之间。这可用于主动控制EMI并优化开关性能。
数据手册:*附件:Texas Instruments LMG3526R050 650 V GaN FET数据手册.pdf
高级功能包括数字温度报告、故障检测和零电压检测 (ZVD)。GaN FET的温度通过可变占空比PWM输出报告。报告的故障包括过热、过流和UVLO监测。ZVD功能可在实现零电压开关(ZVS)时,从ZVD引脚提供脉冲输出。
特性
- 带集成栅极驱动器的650V硅上氮化镓场效应晶体管 (FET)
- 集成高精度栅极偏置电压
- 200V/ns FET释抑
- 3.6MHz开关频率
- 15V/ns到150V/ns转换速率,用于优化开关性能和缓解EMI
- 在7.5V至18V电源下工作
- 高级电源管理
- 数字温度PWM输出
- 有助于实现软开关转换器的零电压检测功能
- 强大的保护功能
- 响应时间少于100ns的逐周期过流和锁存短路保护
- 硬开关时可承受720 V浪涌
- 针对内部过热和UVLO监控的自我保护
- 顶部冷却12mm × 12mm VQFN封装将电气路径和热路径分开,以实现最低的功率环路电感
简化框图

德州仪器LMG3526R050 650V GaN FET集成驱动技术深度解析
核心技术解析
1. 直接驱动GaN架构
相比传统cascode结构,LMG352xR050采用创新的直接驱动技术:
- 双路径设计:通过内部buck-boost转换器产生-14V负压直接关断GaN器件
- 性能优势:
- 降低GaN栅源电荷(QGS)约30%
- 消除Si MOSFET雪崩风险
- 实现15-150V/ns可调开关速率
- 动态控制:通过RDRV引脚电阻(1-500kΩ)精确调节开关速率
2. 先进保护机制
三重保护系统确保器件可靠性:
- 过流保护(OCP) :
- 阈值:45-65A(可调)
- 响应时间:<170ns
- 周期循环模式防止过热
- 短路保护(SCP) :
- 双重触发机制(di/dt >150A/µs或I>65-95A)
- <100ns极速响应
- 自动进入慢关断模式降低电压应力
- 温度保护:
- GaN过热保护:175℃触发(30℃迟滞)
- 驱动器过热保护:185℃触发(20℃迟滞)
- 数字温度报告:9kHz PWM输出(占空比对应结温)
3. 零电压检测功能(LMG3526R050专属)
ZVD引脚实现智能软开关控制:
- 检测窗口:42-56ns第三象限导通时间
- 输出脉冲:75-140ns宽度
- 应用价值:
- 简化LLC谐振变换器设计
- 优化TCM图腾柱PFC效率
- 实时反馈ZVS状态
关键性能参数
| 参数 | LMG3522R050 | LMG3526R050 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 导通电阻@25℃ | 43 | 43 | mΩ |
| 最大开关频率 | 3.6 | 3.6 | MHz |
| 开关速率范围 | 15-150 | 15-150 | V/ns |
| 输出电荷(QOSS) | 100 | 100 | nC |
| 反向恢复电荷(QRR) | 0 | 0 | nC |
| 工作结温范围 | -40~125 | -40~125 | ℃ |
典型应用设计指南
1. 半桥配置要点
关键元件选型建议:
布局四大黄金法则:
2. 热设计规范
- 散热方案:顶部安装隔离式散热器
- PCB优化:
- 使用3oz铜厚
- 添加0.3mm直径散热过孔(间距1mm)
- 开关节点铜面积最小化
- 结温估算公式:
TJ(℃) = 162.3 × DTEMP + 20.1(精度±5℃@25℃)
行业应用场景
设计资源与支持
TI提供完整生态系统支持:
技术发展趋势
随着电力电子向高频高效发展,LMG352xR050代表的智能GaN解决方案将在以下领域产生深远影响:
- 数据中心电源密度提升30%以上
- 电动汽车充电模块小型化
- 可再生能源系统效率突破99%
- 工业自动化设备体积缩减50%
设计人员应特别注意功率回路布局和热设计,以充分发挥第三代半导体性能潜力。TI创新的直接驱动架构和多重保护机制,为GaN技术的大规模商用提供了可靠保障。
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