Blog dell'azienda Navitas NV6247C Half Bridge GaNFastTM Power IC con tecnologia GaNSenseTM

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. fornisce i NavitasNV6247C, un circuito integrato di alimentazione a mezzo ponte GaNFastTM dotato di tecnologia GaNSenseTM.

Io.NV6247CVisualizzazione del prodotto

IlNV6247Cè un circuito integrato di potenza a mezzo ponte di 650 V che implementa la tecnologia dual-core GaNFastTM+GaNSenseTM di Navitas.rispetto al NV6245C (dual-FET 275mΩ). Dispone di una resistenza di accensione combinata di 160mΩ su due GaN FET e funziona in un intervallo di potenza di 65 ‰ 400W. Integrando i due GaN power FET, i driver di cancello, gli scambiatori di livello,circuiti di campionamento e di auto-protezione senza perdite necessari per una topologia integrata a mezzo ponteSostituisce la soluzione frammentata dei tradizionali MOSFET discreti + driver + resistori di campionamento + componenti di protezione periferica,con una tensione di potenza superiore a 50 kV,, PFC a palo totem, motori brushless BLDC e alimentatori a grande schermo.con una capacità di accumulo di calore superiore a 50 W,. opera in un intervallo di temperatura compreso tra -55°C e +150°C, offre una protezione ESD a chip completo da 2kV e supporta un ampio intervallo di tensione di alimentazione VCC da 10 a 24V,che soddisfano i severi requisiti di sicurezza e di controllo della temperatura dell'elettronica di consumo, piccoli elettrodomestici e apparecchiature industriali a bassa potenza.

II.NV6247CArchitettura del nucleo: GaNFastTM Monolitico Core integrato a mezzo ponte

GaNFastTM, il processo di produzione maturo di wafer di nitruro di gallio di Nanowei, costituisce la base del processo di produzione di wafer di gallio.NV6247CIl sistema utilizza una progettazione monolitica che integra circuiti GaN e driver in un unico pacchetto, eliminando così alla fonte i problemi di oscillazione del cancello,guasti di commutazione e false attivazioni causate dall'induttanza parassitaria del circuito di porta in soluzioni discrete:

IlNV6247Cincorporano doppi interruttori di alimentazione GaN ad alte prestazioni da 650 V: un singolo chip integra FET GaNFastTM di nitruro di gallio da lato alto e da lato basso, con una resistenza di accensione combinata di 160 mΩ,di tensione nominale di 650 V con tensione di resistenza transitorio massima fino a 800 VRispetto ai MOSFET in silicio della stessa specifica, le perdite di commutazione sono ridotte di oltre il 60%, supportando frequenze di commutazione ultra elevate fino a 2 MHz.Ciò facilita la miniaturizzazione di componenti magnetici quali trasformatori di potenza e induttori, riducendo le dimensioni complessive dell'unità di alimentazione di oltre il 30%;

Integrazione nativa di driver a lato alto e a lato basso e circuiti bootstrap:L'integrazione su chip di moduli di regolazione della tensione di spostamento di livello laterale e di bootstrap elimina la necessità di diodi bootstrap esterni ad alta tensione e condensatori associati; sono richiesti solo ingressi di livello logico digitale esternamente (compatibili con i segnali del regolatore standard 3.3V), gli sviluppatori non hanno bisogno di debug high-side e low-side drive timing;La semplice connessione del segnale PWM del controller principale permette direttamente il funzionamento a mezzo ponte, riducendo il BOM hardware di oltre il 60% e l'impronta di PCB del 61%;

Adattamento ottimizzato della topologia di commutazione morbida: è stata eseguita la sintonizzazione del processo per le topologie di commutazione morbida tradizionali come LLC risonante, AHB clamping attivo e PFC totem-pole,riduzione significativa dei picchi di commutazione e delle interferenze dv/dtQuesto lo rende la soluzione preferita per la ricarica rapida ad alta potenza USB-PD 3.1 da 120 ‰ 240 W e le sorgenti di alimentazione per i televisori LCD.

III.NV6247CTecnologia rivoluzionaria: GaNSenseTM proprietary lossless sensing e ultra-fast autonomo protection

GaNSenseTM rappresenta il principale differenziatoreNV6247CSi allontana dall'architettura tradizionale di rilevamento corrente basata su resistori di campionamento, raggiungendo due capacità chiave:sensore di corrente senza perdite su chip e protezione autonoma da guasti a livello di nanosecondiÈ anche una tecnologia chiave per il funzionamento intelligente di IC di potenza a banda larga:

1. Sensore di corrente senza perdite sul chip

Abbandonando la tradizionale progettazione di resistori di campionamento di potenza in serie (Rcs), questa tecnologia utilizza le caratteristiche del canale della wafer GaN per rilevare la corrente in situ.Con perdita di campionamento zero e nessuna generazione di calore da parte delle resistenze di campionamento, non solo migliora l'efficienza dell'alimentazione a pieno carico dello 0,5%-1,2% ma elimina anche la necessità di resistori di campionamento ad alta potenza sul PCB, semplificando la progettazione della gestione termica;Il segnale di campionamento può essere diretto direttamente all'MCU per il controllo della corrente costante a circuito chiuso e il monitoraggio della potenza, rendendolo ampiamente applicabile a scenari di controllo di potenza costante di ricarica rapida e di limitazione della corrente del motore.

2. 30ns Protezione autonoma ultra-veloce (non è richiesto alcun intervento MCU)

GaNSenseTM incorpora una logica di rilevamento errori on-chip, con sovracorrente (OCP), sovra-temperatura (OTP),protezione da cortocircuito e blocco sotto tensione (UVLO), tutte gestite tramite un sistema a circuito chiuso hardware completamente autonomo: Se viene rilevato un cortocircuito o un guasto, entrambi gli interruttori GaN vengono immediatamente spenti entro 30 ns.Questo rappresenta un miglioramento di quasi 200 volte rispetto alla velocità di spegnimento di 5 ‰ 10 μs delle soluzioni discrete, che consente la protezione auto-bloccante senza attendere un comando di spegnimento dal chip di controllo principale, eliminando così il rischio di distruzione del dispositivo a livello hardware;Il chip ha un sensore di temperatura globale integratose la temperatura di giunzione supera la soglia, riduce automaticamente la potenza o blocca l'uscita, migliorando significativamente l'affidabilità in condizioni operative difficili,che lo rende particolarmente adatto per applicazioni ad alto rischio, come l'arresto del motore e i cortocircuiti di alimentazione.

IV. Parametri elettrici chiave delNV6247C

Tensione nominale: 650V (picco 800V)

Resistenza totale di accensione di due FET: 160mΩ

Potenza di funzionamento raccomandata: 65 W ⋅ 400 W

Frequenza di commutazione di funzionamento: 0 ‰ 2 MHz

tensione di alimentazione (VCC): 10V 24V

Temperatura di funzionamento: ¥55°C a +150°C

Dimensione del pacchetto: 6×8 mm PQFN-32 (doppie caldaie)

Classificazione di protezione: 2kV ESD, protezione quadruplo OCP/OTP/bypass/UVLO

V. Scenari d'applicazione generali per laNV6247C

Fornitori di alimentazione USB-C ad alta potenza per la ricarica rapida (100 ∼ 240 W): adatti ai caricabatterie GaN multiporto PD 3.1 da 240 W, utilizzando le topologie AHB/LLC.Sfruttare le caratteristiche di alta frequenza per ridurre le dimensioni dei trasformatori, che consente una ricarica rapida compatta e ad alta potenza;

Motori BLDC per elettrodomestici (100 400 W): miscelatori, compressori frigoriferi controllati da inverter, ventilatori di aria condizionata interna e pompe idriche.Configurazioni a mezzobricio a braccio singolo con inverter trifase, o più chip NV6247C combinati per formare un inverter full-bridge a tre fasi.

Alimentatori industriali e AV: alimentatori integrati da 200W+ per televisori/monitor LCD, circuiti di pre-potenziamento PFC a totempole e alimentatori di commutazione per piccole apparecchiature di controllo industriali;

Fornitori di alimentazione ausiliari per lo stoccaggio dell'energia: pre-stadi di inverter DC-DC a bassa potenza per lo stoccaggio di energia portatile e moduli di alimentazione ausiliari per centrali elettriche all'aperto.

VI. Riassunto dellaNV6247CVantaggi principali

Sviluppo hardware minimo: un singolo circuito integrato sostituisce più di 10 componenti discreti, accorciando il ciclo di ricerca e sviluppo dell'alimentazione, consentendo un'impostazione unica per la produzione di massa.e ridurre i costi di acquisto e assemblaggio dei componenti;

Massimizzazione dell'efficienza energetica: combinando le basse perdite di commutazione di GaNFast con il campionamento senza perdite di GaNSense, il sistema raggiunge un'efficienza di carico totale superiore al 94%,fornendo un risparmio energetico superiore del 5% rispetto alle soluzioni a base di silicio;

Affidabilità eccezionale del sistema: l'autoprotezione basata su hardware di 30 ns combinata con un'architettura di oscillazione senza gate riduce significativamente i tassi di guasto post-vendita,che lo rende adatto a periferiche automobilistiche e a piccoli apparecchi industriali che richiedono un funzionamento continuo a lungo termine;

Miniaturizzazione: il funzionamento ad alta frequenza a 2 MHz riduce notevolmente le dimensioni dei componenti magnetici, facilitando la progettazione di caricabatterie e regolatori di motori,allineamento con la tendenza verso la miniaturizzazione nell'elettronica di consumo.