【应用】泰高技术半桥氮化镓功率器件赋能LLC架构谐振电路，实现高功率、高密度的电源设计

时间： 2023-03-10 来源：充电头网

技术问答

提高功率密度已经成为电源变换器的发展趋势，为达到这个目标，需要提高开关频率，从而降低功率损耗、系统整体尺寸以及重量。对于当今的开关电源(SMPS)而言，具有高可靠性也是非常重要的。零电压开关(ZVS) 或零电流开关(ZCS) 拓扑允许采用高频开关技术，可以大限度地降低开关损耗。ZVS拓扑允许工作在高频开关下，能够改善效率，能够降低应用的尺寸，还能够降低功率开关的应力，因此可以改善系统的可靠性。

LLC谐振半桥变换器因其自身具有的多种优势逐渐成为一种主流拓扑。在针对高功率密度的产品设计上，常规设计大部分是使用分立氮化镓器件方案，不仅器件占板面积较大，而且会受到寄生电感等因素干扰，影响电源系统效率。

为此，泰高技术推出三款高集成的半桥氮化镓功率器件去搭配LLC谐振半桥变换器，型号分别是TG65090HB , TG65180HB , TG65360HB，三款产品的区别如上图所示。LLC 谐振半桥变换器上采用泰高技术的半桥氮化镓功率器件的优势是在能有效降低驱动开关损耗，减小PCB布板面积与减小导通损耗与减小关断损耗，提升效率与工作频率，进一步提升电源功率密度。泰高技术的半桥氮化镓功率器件外围元件少，能提高产品可靠性。

半桥电源芯片特点

泰高技术的半桥氮化镓功率器件具有优化的控制和E-MODE HEMTs，同时利用专利封装技术去消除寄生效应并实现更高的效率。

1、内置 650V 两颗增强型功率级HEMTs

2、内置氮化镓驱动电路，实现优化控制HEMTs

3、开启/关闭时间可透过外部零件调整，简化EMI/EMC 整改

4、支持 6V 与 ≧12V PWM 驱动电压

5、支持 ≧10MHz 高开关频率

6、零反向恢复损耗

7、驱动器内置自举二极管，内置互锁功能。

8、QFN 8mm x 10mm x 0.8mm封装，能大大降低布板空间

9、取消半桥驱动电路，实现较低成本氮化镓电源优势

10、单颗芯片最大支持输出1.2KW的电源设计

11、适合搭配 LLC 谐振半桥变换器，实现高功率、高密度电源设计

TG65090HB

TG65090HB是一颗耐压650V的氮化镓半桥器件，内置两颗导阻为90mΩ的氮化镓开关管，组合封装减小了环路电感，可以用于高频大电流应用。

TG65090HB适用于高性能以及紧凑的半桥应用解决方案，器件具备可调节的开关速度，具有反向传导能力，无反向恢复损耗，支持10MHz以上开关频率，可使用6V氮化镓驱动器或传统的12V驱动器。适用于AC-DC，DC-DC以及DC-AC转换，可用于图腾柱和双向PFC应用，可用于半桥和全桥LLC转换器，手机快充和笔记本电脑适配器与符合新国标要求的锂电池充电器、高功率LED和马达驱动及服务器电源应用。

TG65090HB详细规格资料

TG65180HB

TG65180HB是一颗耐压650V的氮化镓半桥器件，内置两颗导阻为180mΩ的氮化镓开关管，组合封装减小了环路电感，可以用于高频大电流应用。适用于高性能以及紧凑的半桥应用解决方案，器件具备可调节的开关速度，具有反向传导能力，无反向恢复损耗。 TG65180HB支持10MHz以上开关频率，可使用6V氮化镓驱动器或传统的12V驱动器。适用于AC-DC，DC-DC以及DC-AC转换，可用于图腾柱和双向PFC应用，可用于半桥和全桥LLC转换器，快充和笔记本电脑适配器与符合新国标要求的锂电池充电器、高功率LED和马达驱动应用。

TG65180HB详细规格资料

TG65360HB

TG65360HB是一颗耐压650V的氮化镓半桥器件，内置两颗导阻为360mΩ的氮化镓开关管，组合封装减小了环路电感，可以用于高频大电流应用。适用于高性能以及紧凑的半桥应用解决方案，器件具备可调节的开关速度，具有反向传导能力，无反向恢复损耗。支持10MHz以上开关频率，可使用6V氮化镓驱动器或传统的12V驱动器。适用于AC-DC，DC-DC以及DC-AC转换，可用于图腾柱和双向PFC应用，可用于半桥和全桥LLC转换器，快充和笔记本电脑适配器与符合新国标要求的锂电池充电器、高功率LED和马达驱动应用。

TG65360HB详细规格资料

LLC谐振半桥变换器搭配泰高技术TG65XX0HB系列产品的典型应用电路图，LLC谐振半桥变换器配合泰高技术的半桥氮化镓功率器件，还能够有效降低驱动开关损耗，减小PCB布板面积与减小导通损耗与减小关断损耗，提升效率与工作频率，进一步提升电源功率密度。

泰高技术TG65090HB、TG65180HB、TG65360HB的三款半桥氮化镓功率器件是一款设计，适用于高功率、高密度电源。

该产品集成了增强型栅极驱动器 IC 与功率级E-MODE HEMTs，以完善功率级开关功能。这种组合形成了一个高电流、高效率、高速开关器件，并凭借其大尺寸的以地面为基础的散热垫，在小型 8mm x 10mm 外形封装内提供了一个出色的热源解决方案。相比起两颗8mm*8mm的GaN开关管加上独立的驱动器，占板面积大大缩小 50% 以上。此外，泰高技术还对器件封装进行了优化，以帮助缩短设计时间并简化整个系统设计方案的完成。

半桥的应用范围

半桥氮化镓芯片通过将氮化镓开关管和驱动器集成，相比传统的电源方案，在设计与应用上具有更小的体积占用，同时获得更强的温控表现和更高的功率密度，能够满足更多电源系统的应用。例如以上的三款泰高技术的半桥氮化镓芯片，就适合半桥和全桥LLC转换器，图腾柱PFC、手机快充、笔记本适配器和电动工具和符合新国标要求的锂电池充电器、高功率LED和马达驱动及服务器电源等领域的应用。

上图为泰高技术的半桥氮化镓芯片的部分产品应用范围示意图，可以看到新推出的三款半桥氮化镓芯片中的最高可支持1.2kw产品应用的是TG44110HB，在不同功率和不同应用领域的条件下，泰高提供了完善且可靠的半桥氮化镓芯片进行选择，应用的领域包括不限于笔电适配器、锂电池充电器、PD 3.1 充电器等领域。

充电头网总结

泰高技术的半桥氮化镓芯片简化了氮化镓器件在电压系统中的应用，可以便捷搭配多种控制器，实现不同功能，提升效率。本次推出的三款半桥氮化镓芯片是为了满足更多市场应用需求和提高半桥氮化镓芯片的普及。使得工程师更加便捷设计，为产品更高效、更小、更可靠的全新解决方案带来更多可能。

深圳市泰高技术有限公司，2021年成立于中国深圳, 主要从事基于第三代半导体氮化镓技术的集成电路的研发和销售，我们的技术团队在射频和功率半导体领域深耕超过 20 余年，具有超卓的芯片设计能力，其中射频芯片技术及性能上更是独步全球, 其芯片设计中心位于美国芝加哥。

泰高技术正由一支在半导体行业非常具有超过15年经验的管理团队运营着。已在2022年9月在厦门成立产品应用研发中心，预计在2023年在台湾成立产品应用研发与业务推广的办事处。

公司的主要产品有GaN射频开关， GaN射频功率放大器和GaN电源功率芯片。产品具有以下特色：

1、大功率GaN射频开关系列和传统PIN Diode 开关相比无需额外的驱动电路，减少了应用电路的复杂性，从而缩小现有整体方案达到50%以上，非常适用于小型化的无线通信系统

2、硅基GaN功率放大器具有比LDMOS更高的效率，比碳化硅基GaN 更好的初始线性和 DPD 校准线性，现有产品已能平替海外主流品牌的射频功率芯片

3、PQFN 5x7封装的GaN IC电源功率芯片非常适合在小尺寸/大功率/高效率的电源控制应用中使用，电源芯片的可靠性几乎已经超过了100万小时，已经在国内品牌客户获得很高的评价

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选型指南 - 爱浦电子 - 2020.11.18 PDF 中文下载

爱浦电子（Aipulnion）DC-DC模块电源/AC-DC模块电源/行业应用电源选型指南

描述- 广州市爱浦电子科技有限公司创立于2004年，专业从事模块电源研发、生产、销售和电源解决方案的国家高新技术企业。目前，公司已经通过ISO9001：2015质量管理体系。爱浦电子拥有专业的生产设备：贴片机、回流焊、波峰焊、电源自动化测试设备、EMI实验室等；作为十九年品牌企业，爱浦电子拥有丰富的产品设计经验，已经申请了多项关键技术国家专利；到目前为止，产品系列分为1-700W的DC-DC模块电源，2-200W的AC-DC模块电源，通讯隔离收发模块。

型号- UA25-220E0512H2,FN1-15D24B3N,FN1-XXDXXH6,FD30-36S09B3C,FD50-24S15B3C,PFD12-18D05A32,BK20-H1N4,FD20-110SXXB33-T,FA40-220S3V3H3N4,FD15-18S05A3,FD50-B33-TS,FA8-220S05B9N3-1,PFD12-18S09A3C2,KW3-24S24ER3,FD12-36S15A34,WD100-48S12N1,VD150-110S12N1,FD30-A3R-T,DD6-05SXXE3C2,FW2-XXSXXC,FA3-300SXXY2N3-TS,FD20-36S3V3A3C,RS485-05LSSV,FW2-12S12C,WD150-48S12N1,NN1-3V3S3V3ANT,FD20-XXSXXA3C2,RS485-XXXSAVC SERIES,NN3-05S09CN,BK40-600S12W2N4,KW1-24D05E3R3,FD6-36S15A3,K783V3-2000,DD10-24D05E3C2,DA5-220S05G9D4,PFD20-A3 SERIES,WD100-48S12Q1,NA150-220SXXL1 SERIES,BK20-600S24H1N4,NN2-A3NR3 SERIES,FA15-220S12V8Y2N3,FA15-220S12V7B9N3-1,FD6-110SXXA3N4-TS SERIES,NN2-12S15ANR3,FD20-A3C2,NW1-05D12DR3,RS485- HSAV,FA25-220SXXH2D4,RS485-XXXSAVC,KW1-24S12E3R3,WD50-110S12K1,RS485-XXHSA,FA20-300S3V3H2D4,FN1-05D05B3N,FD6-18S12B2C5,FA20-300S24H2D4,FD15-18D05A3,LC-AC01P2 SERIES,WD50-48S24K1,FA5-220E05XXC2D3,WD600-48S28R1,NN3-12S12C4N,UD6-36S3V3E3,WD150-48S12Q1,FD20-B33,FD15-A3-T SERIES,DA120-1000S24G1N4,FA15-220SXXG2N4 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