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GaN-Leistungsstufe/DC/DC-Wandlermodul

Leistungswandler mit hoher Leistungsdichte und kleinem Footprint

20. Februar 2024, 15:00 Uhr | Iris Stroh

Texas Instruments (TI) hat sein Portfolio an Leistungswandlern mit zwei 100-V-GaN-Leistungsstufen und zwei neuen isolierten DC/DC-Modulen mit 1,5 W Leistung vergrößert. Laut Unternehmensangabe zeichnen sich die neuen Produkte durch diverse Besonderheiten aus.

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Mit den neuen 100 V GaN-Leistungsstufen LMG2100R044 und LMG3100R017 von Texas Instruments kann die Größe von Stromversorgungen in Anwendungen des mittleren Spannungsbereichs um mehr als 40 Prozent reduzieren, verbunden mit einer Leistungsdichte von mehr als 91 W/cm³. Darüber hinaus fallen die Schaltverluste dank GaN um 50 Prozent niedriger aus als bei Silizium, während dank der geringeren Ausgangskapazität und der reduzierten Gate-Treiber-Verluste Wirkungsgrade von 98 Prozent und mehr erzielt werden.

Die GaN-Leistungsstufen sitzen in thermisch optimierten, beidseitig gekühlten Gehäusen, so dass eine effizientere Wärmeabfuhr auf beiden Seiten des Bauelements möglich ist. Laut TI zeichnen sich die neuen Leistungsstufen im Vergleich zu konkurrierenden GaN-Bausteinen durch einen verbesserten thermischen Widerstand aus.

Bias-Stromversorgungen werden um über 89 Prozent kleiner

Mit einer Leistungsdichte, die laut TI achtmal höher ist als bei diskreten Lösungen und die Werte konkurrierender Module um den Faktor drei übertrifft, kommen die neuen isolierten 1,5 W DC/DC-Module von TI auf die laut eigenen Angaben höchste Ausgangsleistung und die höchste Isolationsfestigkeit (3 kV) für Automotive- und Industriesysteme in einem 4 x 5 mm großen VSON-Gehäuse (very thin small outline no-lead). Mit den Bausteinen UCC33420-Q1 und UCC33420 von TI lassen sich außerdem strenge Vorgaben bezüglich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) wie etwa CISPR 32 und 25 mit weniger Bauelementen und einem einfacheren Filterdesign erfüllen.

In den neuen Modulen kommt die neue Generation der integrierten Transformatortechnik von TI zum Einsatz, mit der eine Bias-Stromversorgung ohne externen Transformator auskommt. Damit lässt sich die Gesamtgröße laut TI um über 89 Prozent und die Bauhöhe um bis zu 75 Prozent reduzieren, außerdem halbiert sich der Bauteileaufwand im Vergleich zu diskreten Ansätzen.

Die erste Automotive-qualifizierte Lösung in diesem kleinen Gehäuse macht es nunmehr möglich, den Footprint, das Gewicht und die Höhe von Bias-Stromversorgungen für elektrische Fahrzeugsysteme wie etwa Batteriemanagement-Systeme zu verringern. Wenn es um gewerbliche Stromversorgungen für Rechenzentren geht, die mit wenig Platz auskommen müssen, erlauben die neuen Module eine Minimierung der benötigten Leiterplattenfläche.

Verfügbarkeit

Produktionsstückzahlen der 100 V GaN-Leistungsstufen LMG2100R044 und LMG3100R017 können ab sofort auf TI.com erworben werden. Die isolierten 1,5 W DC/DC-Module UCC33420 und UCC33420-Q1 werden ab in Vorproduktions-Stückzahlen angeboten. Weitere Versionen dieser Bauelemente mit geringeren Eingangsspannungen, Ausgangsspannungen und Nennleistungen werden voraussichtlich ab dem zweiten Quartal 2024 verfügbar sein.