eGaNFET實現(xiàn)98%效率、250 W/48 V的DC/DC解決方案, 用于超薄且有高密度的計算應用


原標題:eGaNFET實現(xiàn)98%效率、250 W/48 V的DC/DC解決方案, 用于超薄且有高密度的計算應用
eGaNFET(增強型氮化鎵場效應晶體管)通過實現(xiàn)98%效率、250 W/48 V的DC-DC轉換解決方案,正在推動超薄、高密度計算應用的發(fā)展。
技術實現(xiàn)與性能突破
高效率與高功率密度:
宜普電源轉換公司(EPC)推出的EPC9153演示板,采用250 W超薄電源模塊,峰值效率高達98.2%,元件最大厚度僅6.5毫米。該設計通過同步降壓配置,在20 V輸出時溫升低于40°C,顯著提升了散熱性能。高頻開關與小型化:
eGaNFET的快速開關特性使轉換器能夠在500 kHz頻率下工作,配合微型電感器(如Vishay公司的IHTH-1125KZ-5A),進一步縮小了解決方案尺寸。這種高頻設計不僅減少了磁性元件的體積,還降低了整體系統(tǒng)成本。低損耗與熱管理:
eGaNFET的導通電阻(RDS(on))遠低于硅MOSFET,顯著降低了開關損耗。例如,EPC2001的RDS(on)為7 mΩ,EPC2021的RDS(on)為2.5 mΩ,使得在高頻下仍能保持高效。此外,eGaNFET的芯片級占位面積使其易于散熱,無需復雜的水冷系統(tǒng),進一步簡化了設計。
應用場景與市場影響
超薄計算設備:
在計算機、顯示器和智能手機等消費電子領域,eGaNFET技術使得設備在保持纖薄外形的同時,能夠提供更高的功率輸出。例如,EPC9148演示板采用多電平拓撲結構,元件最大厚度小于4毫米,峰值效率達98%,非常適合對空間要求極高的應用。數(shù)據(jù)中心與AI加速:
隨著AI和HPC(高性能計算)的發(fā)展,處理器功耗急劇增加,48V配電系統(tǒng)成為主流。eGaNFET的高效轉換能力使得48V直接至負載(PoL)的轉換成為可能,減少了配電損耗,提高了系統(tǒng)效率。例如,Vicor的48V組件生態(tài)系統(tǒng)通過分比式電源架構,將電源分解為穩(wěn)壓及變壓功能,進一步優(yōu)化了數(shù)據(jù)中心和AI加速器的電源管理。電動汽車與混合動力系統(tǒng):
eGaNFET在48V/12V雙向轉換器中的應用,使得輕度混合動力汽車和備用電池裝置的體積和重量減少了超過35%,同時效率提高了超過1.5%。例如,EPC9163可提供2 kW的功率,效率達96.5%,非常適合需要高功率密度和小型化的車載應用。
行業(yè)趨勢與未來展望
氮化鎵技術的普及:
隨著氮化鎵技術的成熟,eGaNFET的成本正在逐漸降低,商業(yè)應用前景廣闊。例如,EPC公司正在擴大基于eGaN IC的產品系列,為客戶提供進一步節(jié)省占板面積、節(jié)能及節(jié)省成本的解決方案。高頻化與集成化:
未來,DC-DC轉換器將向更高頻率和更高集成度發(fā)展。eGaNFET的高頻開關能力使其成為實現(xiàn)這一目標的關鍵技術。例如,EPC與ADI公司合作推出的EPC9160參考設計,開關頻率高達2 MHz,尺寸僅為23 mm x 22 mm,展示了氮化鎵技術在小型化、高頻化方面的潛力。系統(tǒng)級優(yōu)化:
除了器件本身的性能提升,系統(tǒng)級的優(yōu)化也至關重要。例如,Vicor的分比式電源架構通過將電源分解為專門的穩(wěn)壓及變壓功能,實現(xiàn)了高密度、高效率
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