纳芯微发布专为增强型GaN设计的高压半桥驱动芯片NSD2622N,该芯片集成正负压稳压电路,支持自举供电,具备高dv/dt抗扰能力和强驱动能力,可以显著简化GaN驱动电路设计,提升系统可靠性并降低系统成本。
应用背景
近年来,氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)凭借高开关频率、低开关损耗的显著优势,能够大幅提升电源系统的功率密度,明显优化能效表现,降低整体系统成本,在人工智能(AI)数据中心电源、微型逆变器、车载充电机(OBC)等高压大功率领域得到日益广泛的应用。
然而,GaN器件在实际应用中仍面临诸多挑战。以增强型氮化镓(E-mode GaN)器件为例,由于导通阈值较低,在高压大功率场景,特别是硬开关工作模式下,如果驱动电路设计不当,高频、高速开关过程中极易因串扰而导致误导通现象。与此同时,适配的驱动电路设计也比较复杂,这无疑提高了GaN器件的应用门槛。
为了加速GaN应用普及,国内外头部GaN厂家近年来推出了一些集成驱动IC的GaN功率芯片,特别是MOSFET-LIKE类型的GaN功率芯片,其封装形式可与Si MOSFET兼容,在一定程度上降低了GaN驱动电路的设计难度。但集成驱动的GaN芯片仍存在很多局限性:一方面难以满足一些客户对于差异化产品设计的需求;另一方面,在多管并联、双向开关等应用场景中并不适用,所以在诸多应用场景中仍需要分立GaN器件及相应的驱动电路。对此,纳芯微针对E-mode GaN开发专用驱动芯片NSD2622N,致力于为高压大功率场景下的GaN应用,提供高性能、高可靠性且具备成本竞争力的驱动解决方案。
产品特性
NSD2622N是一款专为E-mode GaN设计的高压半桥驱动芯片,该芯片内部集成了电压调节电路,可以生成5V~6.5V可配置的稳定正压,从而实现对GaN器件的可靠驱动;内部还集成了电荷泵电路,可以生成-2.5V的固定负压用于GaN可靠关断。该芯片由于将正负电源稳压电路集成到内部,因此可以支持高边输出采用自举供电方式。
NSD2622N采用纳芯微成熟可靠的电容隔离技术,高边驱动可以支持-700V到+700V耐压,最低可承受200V/ns的SW电压变化速率,同时高低边输出具有低传输延时和较小的传输延时匹配特性,完全满足GaN高频、高速开关的需求。此外,NSD2622N高低边输出均能提供2A/-4A峰值驱动电流,足以应对各类GaN应用对驱动速度的要求,并且可用于GaN并联使用场景。NSD2622N内部还集成一颗5V固定输出的LDO,可以为数字隔离器等电路供电,以用于需要隔离的应用场景。
NSD2622N详细参数:
NSD2622N功能框图
适配多种类型GaN,驱动电压灵活调节
纳芯微开发的E-mode GaN驱动芯片NSD2622N,不仅性能强大,还能够适配不同品牌、不同类型(例如电压型和电流型)以及不同耐压等级的GaN器件。举例来说,NSD2622N的输出电压通过反馈电阻可以设定5V~6.5V的驱动电压。这样一来,在搭配不同品牌的GaN时,仅仅通过调节反馈电阻就可以根据GaN特性设定最合适的驱动电压,使不同品牌的GaN都能工作在最优效率点。
除此之外,NSD2622N具备最低200V/ns的SW节点dv/dt抑制能力,提升了GaN开关速度上限;采用更为紧凑的QFN封装以及提供独立的开通、关断输出引脚,从而进一步减小驱动回路并降低寄生电感;提供过温保护功能,使GaN应用更安全。
纳芯微还可提供单通道GaN驱动芯片NSD2012N,采用3mm*3mm QFN封装,并增加了负压调节功能,从而满足更多个性化应用需求。