東科半導體近日推出了一款國內首顆合封GaN電源管理芯片,DKG045Q系列,這款芯片內部集成了650V/200mΩ導阻的GaN HEMT,邏輯控制器,GaN驅動器和高壓啓動管,採用反激方式,DFN5x6mm封裝,輸出功率45W,最高工作頻率150KHz。首先來看東科的Demo吧。

東科這款Demo板是一款典型的PD適配器,其採用QR反激架構,最大輸出功率45W,支持寬電壓輸入,輸出常見的5-20V PD規格,尺寸僅爲43.1*36.1*19.6mm,整機功率密度達1.12W/cm³。

Demo板使用合封GaN和合封同步整流,元件非常簡潔。

與友商對比,東科這款Demo僅有64個元器件,簡潔很多,大大降低成本,加快產品研發上市速度,把握更多商機。

圖爲東科半導體的DKG045Q單芯片GaN解決方案,與常規的DFN封裝的MOS管同樣大小,內部集成PWM控制器,GaN驅動器,GaN開關管等電路,大大節省開關電源元件數量,有助於提高開關電源功率密度。

東科DKG045Q內置650V/200mΩ導阻的GaN HEMT,內置驅動電路和控制電路,內置高壓恆流啓動電路,相比傳統控制器+驅動器+GaN的電路,採用東科DKG045Q只需要一顆芯片即可完成原有三顆芯片才能完成的功能,電源系統設計更加簡潔化。同時東科DKG045Q還具有多種操作模式,可以降低待機功耗,提高輕載效率,並且芯片還內置完善的保護功能,增加系統可靠性。

看到這裏大家已經都覺得這個芯片很強大了吧,那麼這顆GaN合封芯片爲什麼這麼強大呢?下面爲大家解讀合封的厲害之處。

圖爲傳統控制器+GaN功率管的示意圖,從驅動器DRV驅動信號輸出到GaN的GATE柵極,要經過三段導線,分別是驅動器封裝內部打線,PCB上驅動信號走線和GaN封裝內部打線,信號迴路也是同樣的三段,迴路的三段還容易受到初級電流信號干擾。

這些導線都具有寄生電感,在高頻開關下,寄生電感會增加開關損耗,提高振鈴幅度,使得調試難度增加,降低可靠性和開關速度,還會降低整機轉換效率。而東科半導體推出的合封DKG045Q就大大解決了這個問題。

東科DKG045Q在封裝內部集成GaN和控制器及驅動器,最大程度縮短導線長度,從分立兩段打線+PCB走線優化成封裝內部打線,大大減小了寄生電感對性能的影響。

東科DKG045Q合封GaN與傳統控制器+GaN對比,封裝內部打線還避免了初級開關電流對地線的干擾,使工作更加穩定。

通過示波器觀察驅動信號,白色線是分離式驅動+GaN方案,由於寄生電感的存在,可以看到驅動信號的過沖和下衝都非常明顯,而綠色線合封方案,驅動信號的上升下降波形都沒有明顯的異常。

東科半導體的合封方案,相比其他主流方案,具有成本低,元件數量少,易於調試的優勢,其他主流方案均有成本高昂,外圍複雜,調試難度高的劣勢。

東科DKG045Q 三合一合封GaN芯片外圍元件非常精簡,DFN5x6封裝有效提高適配器的功率密度,合封方案降低寄生參數影響的優勢,進一步降低調試難度,降低成本,提高可靠性。

以上是合封優勢相比主流方案的對比,最後總結,想要低成本高效率高功率密度,選東科就對了。

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