技术前沿：TI加快GaN技术的推广应用

作者：Steve Tom，TI公司

相较于先前使用的硅晶体管，氮化镓（GaN）可以让全新的电源应用在同等电压条件下，以更高的开关频率运行。这意味着在相同条件下，相比基于硅材料的解决方案，GaN可实现更高的效率。

随着TI发布的LMG5200全集成式原型机的推出，工程师能够轻松将GaN技术设计到电源解决方案中，从而进一步突破常规功率密度预期的限值。基于数十年的电源测试专业知识，TI已对GaN进行了数百万小时的加速测试，并建立了一个能够实现基于GaN电源设计的生态系统。

GaN将在功率密集的应用中大展拳脚，它能够在保持或提升效率的同时，使电源更小巧。目前，GaN被设计用于电子电源，将电力在交流和直流形式之间进行转换，改变电压电平并执行多种功能，以确保清洁电力的可用性。对于某些产品来说，GaN与性能直接相关，它所发挥的作用取决于不同的应用。

这种技术能够对您插入到墙上的电源插座中的任何设备起到正面作用，例如个人电脑适配器、音频/视频接收器和数字电视。插墙式适配器占用了很多空间且不太美观，而它们因发热所浪费的电量也不可小觑。GaN可以在很大程度上缓解这些问题，并节省电费。

在音频应用中，性能会被无意中传入音频信号的电噪声所影响。GaN拥有较低电容，可通过最大程度地减小寄生振荡以及优化转换次数，以将失真降到最低，从而有助于将噪音减到最小。

在数据中心和服务器中，GaN减少了为云端供电的电源损耗。此外，GaN能够缩小电源解决方案尺寸，从而腾出空间供更多处理器、存储器或存储使用。

对于那些网络交换设备电信电源的客户而言，他们也有着同样的顾虑。目前行业发展的趋势是研发全新的更高电压架构以降低配电损耗，并充分利用GaN实现一步转换更低的电压；而在之前的相似的硅材料解决方案中，转换效率并不高。例如，在基站中，客户可以通过保持标准48伏的电压，并将该电压直接转换成数字电路所需的电压电平，来降低功率损耗。而目前常见的架构则会先将电源电压从48伏降到12伏，然后进一步将电压降至数字电路所需的电压电平。因此，现在客户可以使用更少的转换器，从而减少功率损耗。

在未来的几年里，GaN可以在提供更大输出功率的同时减小适配器尺寸。随之而来的将是便于携带，同时也支持更高容量电池的插墙适配器，这些大容量电池可支持更长的运行时间，以及更大/效果更佳的显示器。

客户将能够在多种汽车、工业和无线充电产品领域应用TI的技术，并享受更佳的性能。TI也在与军事和航天客户进行接洽，探讨宽温度范围和辐射方面的应用。

TI还将开发新型转换器、电机驱动器和系统。

LMG5200的与众不同之处

LMG5200原型机由一个高频驱动器和两个半桥配置的GaN场效应晶体管组成，采用易于使用的四方扁平无引线(QFN)封装，并且能帮助电源设计人员迅速发挥这种材料的真正优势。

为了给GaN创造广阔的市场发展空间，TI致力于帮助客户简化这款产品的使用，并优化其性能。TI深知，TI必须另辟蹊径。通过将GaN FET与高性能驱动器封装在一起，TI在一个模块中提供惊人的高性能。

TI也力求使GaN设备更加智能，并且TI一直努力让设备变得更智能，以降低解决方案的复杂性，让我们的客户能够专注于那些能够实现最大价值的领域。因此，TI推出了LMG5200，帮助客户轻松地将GaN融入到电源解决方案中，并充分利用GaN所具有的优势。

这一技术的发展将永无止境，这也将帮助客户找到创造性的方式，让设备变得更加高效，并迫使TI换种思路考虑问题。TI将系统组件与行业专业知识很好地融合在一起，为TI在这一领域取得成功提供保障。同时，TI通过合适的封装、高性能和可靠性验证，加快GaN技术的推广应用，从而为+其提供广阔的市场发展空间。

相关链接：

-       通过GaN的美好承诺推进电源解决方案发展

-       了解更多关于业界首款80-V半桥GaN场效应管模块的信息