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1.前言

所有功率級設計人員都喜歡在開關節點看到完美的方波。

快速上升/下降沿可降低開關損耗，而低過沖和振鈴可最大限度地減少功率 FET 上的電壓應力。

功率級的開關節點波形采用 TI 最新的 GaN 技術設計，如圖 1a 所示，看起來確實令人印象深刻，從 0V 到 480V，壓擺率為 120V/ns，過沖小于 50V。 

圖 1：TI 的 600V 半橋功率級 - 開關波形 (a)；設備包 (b)；半橋板的圖片（c）。

GaN FET 具有低終端電容，因此能夠實現快速開關。然而，當 GaN 半橋以高 di/dt 開關時，功率環路電感會在高壓總線和開關節點處引入振鈴/過沖。這限制了 GaN FET 的開關速度。

由于長引線和大封裝尺寸，傳統的功率封裝通常具有來自引線和鍵合線的高電感。在含鉛封裝中觀察到高達幾百伏的過沖。減少過沖的關鍵是最小化功率回路電感。

為了降低引線電感，TI 提供采用表面貼裝四方扁平無引線 (QFN) 封裝的單通道 GaN 功率級產品。如圖 1b 所示，TI 設計的電源環路和柵極環路在 QFN 內部具有低電感。TI 的 GaN 半橋評估模塊 (EVM)，如圖 1c 所示，將高端和低端器件和總線電容器靠近在一起，并在器件正下方的電路板層返回電源回路。這最大限度地減小了功率回路的尺寸，從而保持低回路電感。

TI 的先進封裝和電路板設計將電源回路電感降低到幾個納亨。這種低電感設計與優化的驅動器集成在一起，使 LMG3410 能夠以 >100V/ns 的壓擺率進行開關，且過沖小于 10%。借助 LMG3410，我們可以設計電源轉換器以實現快速開關以提高效率、低電壓過沖和降低電磁干擾 (EMI)。

TI 的LMG3410 GaN 功率級使電源設計人員能夠開發更高密度和更高效率的電源。LMG341xR050 GaN 功率級具有集成驅動器和保護功能，可讓設計人員在電力電子系統中實現更高水平的功率密度和效率。LMG341x 的固有優勢超越硅 MOSFET，包括超低輸入和輸出電容值、可將開關損耗降低 80% 的零反向恢復以及可降低 EMI 的低開關節點振鈴。這些優勢支持諸如圖騰柱 PFC 之類的密集高效拓撲。

LMG341xR050 通過集成一系列獨一無二的 特性 提供了傳統共源共柵 GaN 和獨立 GaN FET 的智能替代產品，以簡化設計、最大限度地提高可靠性并優化任何電源的性能。集成式柵極驅動器支持 100V/ns 開關（Vds 振鈴幾乎為零），低于 100ns 的限流可自行防止意外擊穿事件，過熱關斷可防止熱逃逸，而且系統接口信號可提供自監控功能。

· TI GaN 工藝通過了實際應用硬開關任務剖面可靠性加速測試

· 支持高密度電源轉換設計

· 與共源共柵或獨立 GaN FET 相比具有卓越的系統性能

· 低電感 8mm x 8mm QFN 封裝簡化了設計和布局

· 可調節驅動強度確保開關性能和 EMI 控制

· 數字故障狀態輸出信號

· 僅需 +12V 非穩壓電源

· 集成柵極驅動器

· 零共源電感

· 20ns 傳播延遲，確保 MHz 級工作頻率

· 工藝經過調整的柵極偏置電壓，確保可靠性

· 25V/ns 至 100V/ns 的用戶可調節壓擺率

· 強大的保護

· 無需外部保護組件

· 過流保護，響應時間低于 100ns

· 壓擺率抗擾性高于 150V/ns

· 瞬態過壓抗擾度

· 過熱保護

· 針對所有電源軌的 UVLO 保護

· 強大的保護

· LMG3410R050：鎖存過流保護

· LMG3411R050：逐周期過流保護

該器件能夠以高轉換率可靠地切換，結合具有過流和過熱保護的集成驅動器，簡化了我們開發行業領先電源解決方案的工作。