【产品】国内首颗合封GaN电源管理芯片DKG045Q系列,一颗芯片可完成原有三颗芯片的功能

2021-01-31 充电头网
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东科半导体推出了一款国内首颗合封GaN电源管理芯片DKG045Q系列,这款芯片内部集成了650V/200mΩ导阻的GaN HEMT、逻辑控制器、GaN驱动器和高压启动管,采用反激方式,DFN5×6mm封装,输出功率45W,最高工作频率150KHz。首先来看东科的Demo。



东科这款Demo板是一款典型的PD适配器,其采用QR反激架构,最大输出功率45W,支持宽电压输入,输出常见的5~20V PD规格,尺寸仅为43.1*36.1*19.6mm,整机功率密度达1.12W/cm³。



Demo板使用合封GaN和合封同步整流,元件非常简洁。



东科这款Demo仅有64个元器件,简洁很多,大大降低成本,加快产品研发上市速度,把握更多商机。



图为东科半导体的DKG045Q单芯片GaN解决方案,与常规的DFN封装的MOS管同样大小,内部集成PWM控制器、GaN驱动器、GaN开关管等电路,大大节省开关电源元件数量,有助于提高开关电源功率密度。



东科DKG045Q内置650V/200mΩ导阻的GaN HEMT,内置驱动电路和控制电路,内置高压恒流启动电路,相比传统控制器+驱动器+GaN的电路,采用东科DKG045Q只需要一颗芯片即可完成原有三颗芯片才能完成的功能,电源系统设计更加简洁化。同时东科DKG045Q还具有多种操作模式,可以降低待机功耗,提高轻载效率,并且芯片还内置完善的保护功能,增加系统可靠性。


这颗GaN合封芯片为什么这么强大呢?下面将解读合封的厉害之处。



图为传统控制器+GaN功率管的示意图,从驱动器DRV驱动信号输出到GaN的GATE栅极,要经过三段导线,分别是驱动器封装内部打线,PCB上驱动信号走线和GaN封装内部打线,信号回路也是同样的三段,回路的三段还容易受到初级电流信号干扰。



这些导线都具有寄生电感,在高频开关下,寄生电感会增加开关损耗,提高振铃幅度,使得调试难度增加,降低可靠性和开关速度,还会降低整机转换效率。而东科半导体推出的合封DKG045Q就大大解决了这个问题。



东科DKG045Q在封装内部集成GaN和控制器及驱动器,最大程度缩短导线长度,从分立两段打线+PCB走线优化成封装内部打线,大大减小了寄生电感对性能的影响。



东科DKG045Q合封GaN与传统控制器+GaN对比,封装内部打线还避免了初级开关电流对地线的干扰,使工作更加稳定。



通过示波器观察驱动信号,白色线是分离式驱动+GaN方案,由于寄生电感的存在,可以看到驱动信号的过冲和下冲都非常明显,而绿色线合封方案,驱动信号的上升下降波形都没有明显的异常。



东科半导体的合封方案,相比其他主流方案,具有成本低、元件数量少、易于调试的优势,其他主流方案均有成本高昂、外围复杂、调试难度高的劣势。



东科DKG045Q三合一合封GaN芯片外围元件非常精简,DFN5×6封装有效提高适配器的功率密度,合封方案降低寄生参数影响的优势,进一步降低调试难度,降低成本,提高可靠性。



传统的氮化镓快充方案包括控制器+驱动器+GaN功率器件等,电路设计复杂,成本较高。东科半导体通过合封氮化镓的方式,一颗芯片即可完成原有三颗芯片的功能,使电源芯片外围器件数量大幅降低,提升功率密度和效率的同时,还可节约成本。此外也有效降低了快充方案在高频下的寄生参数,电源工程师在应用过程中更加方便快捷,易于调试,可加速产品上市周期。


得益于自有封装生产线,东科半导体可以根据实际应用需求对芯片进行个性化的封装,这也是东科发布国内首颗合封氮化镓芯片的重要前提。

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