Per agevolare la transizione verso la tecnologia dei semiconduttori a banda proibita ampia ad alta efficienza energetica, STMicroelectronics ha lanciato due package di sistemi di alimentazione integrati, masterGaN3* e masterGaN5, per applicazioni di conversione di potenza fino a 45 W e 150 W rispettivamente.

Insieme a masterGaN1, masterGaN2 e masterGaN4 per applicazioni da 65W a 400W, questi due nuovi prodotti offrono agli ingegneri che progettano alimentatori switching, caricabatterie, adattatori, correttori del fattore di potenza (PFC) ad alta tensione e convertitori DC/DC una maggiore flessibilità nella scelta del dispositivo al nitruro di gallio (GaN) e della soluzione di pilotaggio più adatti.
 

Il concetto masterGaN di STMicroelectronics semplifica il processo di sviluppo della tecnologia di potenza GaN a banda larga, destinata a sostituire i tradizionali MOSFET a base di silicio. Il nuovo prodotto integra due transistor di potenza da 650 V con driver di gate ad alta tensione ottimizzati e relativi circuiti di protezione, eliminando le problematiche di progettazione dei driver di gate e del layout del circuito. Grazie alle frequenze di commutazione più elevate raggiungibili dai transistor GaN, il nuovo package integrato per sistemi di alimentazione consente di realizzare alimentatori più piccoli dell'80% rispetto ai progetti basati sul silicio, garantendo al contempo elevata robustezza e affidabilità.

I valori di resistenza di conduzione (Rds(on)) dei due transistor di potenza GaN del masterGaN3 sono diversi, rispettivamente 225 mΩ e 450 mΩ, il che lo rende adatto per convertitori a commutazione dolce e a rettificazione attiva. Nel masterGaN5, il valore di resistenza di conduzione (Rds(on)) di entrambi i transistor è di 450 mΩ, il che lo rende adatto per topologie come la risonanza LLC e il convertitore flyback a blocco attivo.

Come gli altri membri della famiglia di prodotti masterGaN, entrambi i dispositivi dispongono di ingressi compatibili con segnali logici da 3.3 V a 15 V, semplificando il collegamento del prodotto stesso a controller host come processori DSP, FPGA o microcontrollori e a dispositivi esterni come i sensori di Hall. I nuovi prodotti integrano anche funzioni di protezione di sicurezza, tra cui blocco per sottotensione lato alto e lato basso (UVLO), interblocco del driver di gate, protezione da sovratemperatura e pin di spegnimento.

Ogni prodotto masterGaN viene fornito con una scheda di sviluppo prototipale dedicata per aiutare i progettisti ad avviare rapidamente nuovi progetti di alimentatori.

Entrambe le schede di sviluppo EVALmasterGAN3 e EVALmasterGAN5 contengono un circuito generatore di segnali di pilotaggio single-ended o complementare. È presente un generatore di tempo morto regolabile, insieme alle relative interfacce per dispositivi, che consente all'utente di utilizzare diversi segnali di ingresso o segnali PWM, collegare un diodo bootstrap esterno per migliorare il carico capacitivo e inserire una resistenza di rilevamento della corrente low-side per topologie a corrente di picco.

masterGaN3 e masterGaN5 sono ora in produzione di massa, utilizzando un package GQFN da 9 mm x 9 mm ottimizzato per applicazioni ad alta tensione, con una distanza di dispersione superficiale di 2 mm tra i pad ad alta e bassa tensione.

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