小型GaN模块

小型GaN模块

业界首次(注1)开发"小型GaN模块"

本公司根据高度的模块化技术,在业界首驱开发了与驱动电路一起内置了美国Transphorm公司制高耐压GaN-FET芯片的「小型GaN模块」。

将小型GaN电源模块逐步向电源相关和工业机器推广。

同时,将来在车载领域的运用也进入视野,推进开发的强化及量产体制的构筑,作为电子设备事业的新的支柱,使之不断成长。

注1:
内置驱动电路、搭载高耐压芯片、全桥构成模块(截至2021年6月15日,本公司调查)
GaN元器件图像

什么是GaN元器件

GaN(氮化镓)与SiC(碳化硅)并列,作为代替现在主流的Si(硅)的下一代半导体材料被广泛关注,实用化不断前进。

GaN的最大特点是开关性能优异,开关频率的高速性和大幅降低功率损失的高效率。除了能轻松实现电源电路、马达驱动电路、其他电源转换器和逆变器系统的小型化和高效率化,作为比SiC低成本的元器件也备受瞩目。

开发产品的特点

1. 将Transphom公司生产的GaN-FET芯片与驱动电路一起搭载

美国Transphorm公司率先开发了GaN元器件,并且拥有市场上采用实绩丰富的GaN元器件阵容。我们的小型模块搭载了美国Transphorm公司制造的GaN-FET芯片(最大额定650V-40A)。

预定提供两种模块样品,内置驱动电路(注2)由4个元件和6个元件的GaN芯片构成。今后,以模块的进一步小型化、薄型化、低成本化为目标推进开发,后期预定搭载大容量且高效率的Transphorm公司的新一代芯片。

2. 通过先进的设计、实装技术实现小型模块化(注3)

GaN元器件在降低功率损失的同时,由于高速驱动,需要注意噪音和误动作。另外,在外围电路的设计中,高专业性是不可缺少的,很难与现在主流的Si元器件采用相同的方法实现模块化。

本公司,除了运用在工业机器用逆变器用功率模块的开发中培养出的功率设备电路设计和实装技术之外,运用小型化构造技术解决了该难题,实现了模块化。

3. 实现高速驱动、功率损耗(导通损耗、开关损耗)的大幅降低

GaN具有出色的开关性能,是电源设备的关键,通过高效的动作可以大幅降低功率损失。与现在主流的Si相比,可以进行高频驱动,可以缩小模块周围的驱动器电路,节省空间。

本产品由驱动电路和多个GaN芯片构成,对逆变器用途实现低电阻化,对DC-DC转换器用途通过高频化,实现功率损失的降低。

注2:
也可选择无驱动电路
注3:
4元件装:D×W×H=34×63×12mm/6元件装:D×W×H=35×46×8mm

预期领域和用途

预期领域和用途

预期用途

各种电源电力转换部

・逆变器输出部(DC→AC转换部)

逆变器输出部(DC→AC转换部)

・交错式PFC

交错式PFC

・无二极管桥式PFC

无二极管桥式PFC

马达-驱动逆变器

  • 驱动器内置型马达的逆变器部
  • 超高速旋转/超高精度控制的马达驱动
  • 需要中~低输出时环保驱动的设备