【产品】重新定义电源功率转换的ePower™Stage IC EPC2152

时间： 2020-05-15 来源：EPC

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除了性能和成本提高外，GaN技术影响功率转换市场的最大机会还在于其将多个器件集成在同一芯片上的能力。与标准的硅IC技术相比，GaN技术使设计人员能够以更直接，更具成本效益的方式在单个芯片上实现单片电源系统。

如今，功率转换中最常用的构建模块是半桥。2014年，EPC推出了一系列集成式半桥设备，这成为了迈向片上电源系统的起点。随着EPC2107和EPC2108的推出，这种趋势得到了扩展，EPC2107和EPC2108集成了半桥和集成的同步自举。2018年，进一步推出了集成了eGan IC的路线，该eGaN IC将栅极驱动器和高频GaN FET集成在单个芯片中，以提高效率，减小尺寸并降低成本。现在，ePower™Stage IC系列通过将所有功能集成到硅上无法承受的更高电压和更高频率水平的单个GaN-on-Si集成电路中，重新定义了功率转换。

EPC2152 – 80 V，12.5 A的ePower™ Stage

EPC2152是一款集成了使用EPC的专有氮化镓IC技术的eGaN ^® FET半桥功率级单芯片驱动器。输入逻辑接口，电平转换，自举充电和栅极驱动缓冲电路以及配置为半桥的eGaN输出FET集成在单片芯片中，这样就形成了一个芯片级LGA外形尺寸器件，对于基于80 V，12.5 A氮化镓的功率级集成电路，其尺寸仅为3.9 mm x 2.6 mm x 0.8 mm。根据工作条件，该器件可以在高达3 MHz的PWM频率范围内工作，远高于分立MOSFET或IC解决方案所能达到的频率。

输出器件配置为半桥式，高、低侧FET的R_DS(ON)均小于10 mΩ。内部栅极驱动电路设计成与输出FET相匹配，在额定电流下，从0 V到60 V的开关时间小于1 ns。

高频工作时，延迟时间小于20 ns，匹配的高侧对低侧延迟时间小于10 ns的低死区时间可方便使用。

输入端兼容3.3V逻辑，允许用户直接与MCU或模拟控制器接口。

EPC2152采用晶圆级芯片级封装(WLCSP)，采用LGA外壳封装。焊料凸点的布局设计考虑到了电流流向，在实际PCB应用中最大限度地减少了功率环路电感。EPC的开发板（EPC90120）的功率环路电感小于0.2nH。

易于设计

EPC2152至少取代了三个分立芯片；栅极驱动器和两个FET使设计和制造更加容易。与分立实现相比，该器件节省了印刷电路板至少33％的空间。该系列产品使设计人员可以轻松利用GaN技术带来的显着性能改进。单个芯片中的集成设备更易于设计，更易于布局，更易于组装，节省了PCB上的空间并提高了效率。

48 V DC-直流

EPC2152旨在用于要求高效率和小尺寸的DC-DC转换器。这些是电信、服务器和客户端计算、工业、汽车和军事市场的关键优势。该器件可设计用于降压和升压转换器以及LLC转换器。一些客户甚至尝试使用开关电容拓扑的设备。

EPC 使用EPC2152 构建并测试了降压转换器，其中V _IN = 48 V，V _OUT = 12 V，f _SW = 1 MHz，I _OUT = 12.5A。在此降压转换器中工作时，峰值效率达到96％以上，优于分立的GaN FET，并且远胜于分立的MOSFET或基于MOSFET IC的单片MOSFET。

马达驱动

ePower Stage的另一个有希望的应用是用于机器人，无人机和电动踏板车的电机驱动逆变器。这些电机驱动应用要求更轻的重量，更高的带宽和更低的转矩脉动，这对于使用EPC2152构造的逆变器来说是有利的。

EPC使用EPC2152为电动踏板车的电动机供电，构建了一个原型。ePower Stage设备用于三相正弦激励，每相10 A_RMS，15A峰值电动机驱动器，从而为BLDC电动机的电动汽车提供了高效，安静，高性能和低成本的解决方案。

未来发展

EPC2152是将以芯片级封装和共封装模块提供的广泛集成功率级系列中的第一款产品。一年之内，该系列产品将满足能够在高达3至5 MHz范围的高频下工作以及每个功率级从15 A至30 A的高电流运行的产品的要求。

最终目标是要实现一种单组件IC，该IC仅需要来自微控制器的简单数字输入即可产生功率输出，该功率输出可在所有条件下以尽可能最小的空间经济地高效，可靠地驱动负载。

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全部评论（9）

大周 Lv5. 技术专家 2020-08-04

学习了
用户56731903 Lv9. 科学家 2020-08-03

学习一下！！！
otsuka Lv9. 科学家 2020-07-26

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好运常伴吾 Lv8. 研究员 2020-06-15

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maomao Lv8. 研究员 2020-06-06

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jishizhong Lv9 2020-05-20

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Chandler Lv8 2020-05-16

支持
zwjiang Lv9. 科学家 2020-05-16

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用户84786367 Lv8. 研究员 2020-05-16

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