緯湃科技採用英飛凌CoolGaN電晶體 打造功率密度領先的DC-DC轉換器

緯湃科技採用英飛凌CoolGaN電晶體，打造功率密度領先的DC-DC轉換器。英飛凌

DC-DC轉換器在電動汽車和混合動力汽車中都是必不可少的，用於連接高電壓電池和低電壓輔助電路。這包括12 V電源的前大燈、車內燈、雨刷和車窗馬達、風扇，以及48 V電源的泵、轉向驅動裝置、照明系統、電加熱器和空調壓縮機。此外，DC-DC轉換器對於開發更多具有低壓功能的經濟節能車型也十分重要。TechInsights1的資料顯示，2023年全球汽車DC-DC轉換器的市場規模為40億美元，預計到2030年將成長至110億美元，預測期內的複合年成長率為 15%。

其中，氮化鎵（GaN）發揮著至關重要的作用，因為它可用於提高DC-DC轉換器和車載充電器（OBC）的功率密度。因此，現代驅動技術和電氣化解決方案領導供應商緯湃科技（Vitesco Technologies）選擇了GaN來提高其 Gen5+ GaN Air DC-DC轉換器的電源效率。英飛凌科技股份有限公司的CoolGaN電晶體650 V能夠在顯著提升整體系統性能的同時，更大程度地降低系統成本並增加易用性。其幫助緯湃科技打造了新一代DC-DC轉換器，並為電網、電源和OBC的功率密度（效率超過 96%）和永續性樹立了新標準。

基於GaN的電晶體在高頻開關應用中擁有顯著優勢，但更重要的是其開關速度已從100 kHz提高至 250 kHz 以上。因此，即使在硬式開關半橋中，開關損耗也非常低，而且更大程度地降低了熱損耗和整體系統損耗。此外，英飛凌的CoolGaN電晶體具有很高的導通和關斷速度，並採用頂部散熱TOLT封裝。由於該系列電晶體採取空氣冷卻而非液體冷卻，因此降低了整體系統成本。這些650 V元件還提高了電源效率和密度，支援800 V輸出功率。其導通電阻（RDS(on)）為50 mΩ，瞬態漏極至源極電壓為 850 V，IDS,max和 IDSmax,pulse分別為30 A和60 A。

英飛凌資深副總裁暨GaN系統業務線負責人Johannes Schoiswohl表示：「很高興看到像緯湃科技這樣的業界領導者採用英飛凌GaN元件，並在其應用中不斷創新。如同這次從液冷系統轉變為風冷系統一樣，GaN的巨大價值在於它改變了典範。」

透過GaN電晶體，緯湃科技設計出具有被動冷卻功能的Gen5+ GaN Air DC-DC轉換器，降低了總體系統成本。GaN元件還能簡化轉換器設計和機械整合，使DC-DC轉換器能夠靈活地安裝在車輛中，減少了製造商的工作量。使用GaN電晶體還可將轉換器的功率提升至 3.6 kW，功率密度提升至4.2 kW／l以上。與 Gen5液冷轉換器相比，Gen5+ GaN Air DC-DC 轉換器的效率超過96%，熱性能得到改善。

它們可在14.5 V連續電壓下提供248 A的兩相輸出。相位能夠合併，以實現最大輸出功率，還可以在部分負載的工況下關閉一個相位，並在兩個相位之間交錯開關頻率。此外，透過串聯切換兩個相位的輸入，基於CoolGaN功率電晶體650 V的轉換器能夠在不超出半導體元件阻斷電壓上限的情況下實現800 V架構。該系列轉換器的另一個特點是採用隔離式半橋拓撲結構，包括一個基於GaN的半橋、一個完全隔離的變壓器和一個適用於各個相的主動式整流器。

英飛凌CoolGaN電晶體650 V現已上市。欲瞭解英飛凌GaN解決方案的更多資訊，敬請瀏覽英飛凌官網。