Para facilitar la transición a la tecnología de semiconductores de banda prohibida ancha de alta eficiencia energética, STMicroelectronics ha lanzado dos paquetes de sistemas de alimentación integrados, masterGaN3* y masterGaN5, para aplicaciones de conversión de energía de hasta 45 W y 150 W respectivamente.

Junto con masterGaN1, masterGaN2 y masterGaN4 para aplicaciones de 65 W a 400 W, estos dos nuevos productos brindan a los ingenieros que diseñan fuentes de alimentación conmutadas, cargadores, adaptadores, corrección del factor de potencia (PFC) de alto voltaje y convertidores CC/CC una mayor flexibilidad a la hora de seleccionar el dispositivo de nitruro de galio (GaN) y la solución de controlador adecuados.
 

El concepto masterGaN de STMicroelectronics simplifica el desarrollo de la tecnología de potencia de banda ancha de GaN para reemplazar los MOSFET convencionales basados ​​en silicio. El nuevo producto integra dos transistores de potencia de 650 V con controladores de puerta de alto voltaje optimizados y circuitos de protección de seguridad asociados, eliminando los desafíos de diseño de controladores de puerta y diseño de circuitos. Gracias a que los transistores de GaN pueden alcanzar frecuencias de conmutación más altas, el nuevo paquete de sistema de potencia integrado permite crear fuentes de alimentación un 80 % más pequeñas que los diseños basados ​​en silicio, además de ser altamente robustas y fiables.

Los valores de resistencia de encendido (Rds(on)) de los dos transistores de potencia GaN del masterGaN3 son diferentes, 225 mΩ y 450 mΩ respectivamente, lo que lo hace adecuado para convertidores de conmutación suave y rectificación activa. En el masterGaN5, el valor de resistencia de encendido (Rds(on)) de ambos transistores es de 450 mΩ, lo que lo hace adecuado para topologías como la resonancia LLC y el convertidor flyback de sujeción activa.

Al igual que otros productos de la familia masterGaN, ambos dispositivos cuentan con entradas compatibles con señales lógicas de 3.3 V a 15 V, lo que simplifica la conexión del producto a controladores anfitriones como procesadores DSP, FPGA o microcontroladores, y a dispositivos externos como sensores Hall. Los nuevos productos también integran funciones de protección de seguridad, que incluyen bloqueo por subtensión (UVLO) de lado alto y bajo, enclavamiento del controlador de puerta, protección contra sobretemperatura y pines de apagado.

Cada producto masterGaN incluye una placa de desarrollo de prototipos específica para ayudar a los diseñadores a comenzar rápidamente nuevos proyectos de fuentes de alimentación.

Tanto la placa de desarrollo EVALmasterGAN3 como la EVALmasterGAN5 incluyen un circuito generador de señal de excitación de terminación simple o complementaria. Incorporan un generador de tiempo muerto ajustable, junto con las interfaces de dispositivo correspondientes, lo que permite al usuario utilizar diferentes señales de entrada o señales PWM, conectar un diodo de arranque externo para mejorar la carga capacitiva e insertar una resistencia de detección de corriente de lado bajo para topologías de corriente pico.

Los encapsulados masterGaN3 y masterGaN5 ya se encuentran en producción en masa, utilizando un paquete GQFN de 9 mm x 9 mm optimizado para aplicaciones de alto voltaje, con una distancia de fuga de 2 mm entre las almohadillas de alto y bajo voltaje.

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