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Neue Gate-Treiber für GaN-FETs

Allegro verdoppelt Leistungsdichte

11. Juli 2023, 19:38 Uhr | Heinz Arnold

Das erste Mitglied der Power-Thru Produktfamilie, ein Gate-Treiber für GaN-FETs, ermöglicht eine zweimal höhere Leistungsdichte bei einfacherem und effizienterem Systemdesign.

Die neuen isolierten Gate-Treiber der »Power-Thru«-Familie von Allegro für die Steuerung von GaN-FETs haben gegenüber herkömmlichen Gate-Treibern eine um 50 Prozent kleinere Grundfläche und bieten eine Effizienzsteigerung um 40 Prozent.

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Der patentrechtlich geschützte Power-Thru Gate-Treiber AHV85110 von Allegro MicroSystems bietet Ingenieuren und Designern Zugang zu neuen und effizienten isolierten High-Power-Gate-Treibertechnologien, die zahlreiche Vorteile auf Systemebene bieten. Dieser Gate-Treiber vereint traditionell getrennte Komponenten – den isolierten Gate-Treiber und die isolierte Stromversorgung – in einem einzigen, kompakten und robusten Gehäuse und ermöglicht so eine um den Faktor 2 höhere Leistungsdichte. Die Plattform von minimiert EMI-Pfade und vereinfacht die Integration, was zu einer schnelleren Markteinführung, Effizienzsteigerungen und Kosteneinsparungen in der Produktion führt.

Das war bisher anders: Siliziumkarbid- und Galliumnitrid-Feldeffekttransistoren mit weitem Bandabstand bieten zwar auf Systemebene erhebliche Effizienzvorteile, stellen die Ingenieure aber oft vor Integrationsproblemen. Denn eine herkömmliche Gate-Treiber-Implementierung erfordert sowohl einen isolierter Gate-Treiber als auch eine separate isolierte Stromversorgung. Die Verbindungen zwischen Treiber, Stromquelle und FET erzeugen allerdings oft unerwünschtes Rauschen und schaffen Pfade für elektromagnetische Störungen (EMI), die die Leistung beeinträchtigen. Die Bewältigung dieser Effekte kann das Design komplexer machen und sowohl den Zeit- und Kostenplan als auch Größe und Gewicht der Schaltung erhöhen.

»Unser Entwicklungsteam hat die Technologie der Übernahme von Heyday Integrated Circuits genutzt, um in kürzester Zeit das erste Bauteil unserer neuen Power-Thru Produktreihe zu entwickeln. Damit unterstützen wir Entwickler dabei, ihre Ziele hinsichtlich Effizienz und Leistungsdichte in Systemen für saubere Energie und Elektromobilität zu erreichen«, sagt Vijay Mangtani, Vice President und General Manager für High-Voltage Power bei Allegro MicroSystems. »Diese neue Serie patentierter, branchenweit einmaliger Lösungen ermöglicht Ingenieuren, kleinere und effizientere Systeme zu entwickeln, während sie die Time-to-Market verkürzen und die Investitionsrendite maximieren.«

Die Vorteile der Power-Thru-Technologie af einem Blick:

Eine effizientere Bereitstellung von mehr Strom bei 50 Prozent des Design-Footprints (Einsparungen auf der Leiterplatte).
Eine Reduzierung der Stücklisten (BOM) und der Produktionskosten.
Die Beseitigung von Bootstrap-Schaltungen und isolierten Stromversorgungen bei gleichzeitiger Minimierung der Gleichtaktkapazitäten. Dadurch wird der Aufwand für EMI-Filter reduziert und die Gesamteffizienz verbessert.
Einen zuverlässigen und skalierbaren Designprozess über verschiedene Plattformen hinweg, ohne dass ein vollständiges Redesign eines Leistungsmoduls erforderlich ist, wenn mit mehreren GaN-FET-Lieferanten zusammengearbeitet wird.