- GaN 기반 전력전자장치의 이점을 분석

 

마우저 일렉트로닉스는 아나로그디바이스(ADI) 및 번스(Bourns)와 협력하여 효율성과 성능, 지속가능성 측면에서 질화갈륨(GaN) 기술이 제공하는 이점과 도전 과제 등을 탐구한 새로운 전자책을 발간했다고 밝혔다.

 

전자책 <10명의 전문가들이 제시하는 GaN 기술에 대한 고찰(10 Experts Discuss Gallium Nitride Technology)> 실리콘보다 더 높은 효율과 빠른 스위칭 속도, 뛰어난 전력 밀도를 달성할 수 있게 하는 GaN 기술이 어떻게 전력전자 분야에 혁신을 일으키고 있는지 살펴본다. GaN 기술의 장점은 자동차 및 산업 애플리케이션을 비롯해 소비가전 제품 및 재생에너지에 이르기까지 다양한 산업 분야에 폭넓게 영향을 미치고 있다.

 

새로운 전자책은 ADI와 번스를 비롯한 여러 기업의 전문가들이 제공하는 통찰력을 바탕으로 GaN 기술의 장점과 초보 GaN 설계자가 직면할 수 있는 도전 과제, 그리고 실리콘에서 GaN으로 전환하는 가장 효과적인 방법 등을 제시한다. 또한, 여기에는 GaN 컨트롤러와 드라이버, 전력 인덕터 등 ADI 및 번스의 GaN 관련 제품들도 소개한다.

 

ADI의 LTC7890/1 동기식 스텝다운 컨트롤러는 최대 100V의 입력 전압에서 N채널 동기식 GaN FET 전력단을 구동하는 고성능 스텝다운 DC-DC 스위칭 레귤레이터 컨트롤러이다. 이 디바이스는 실리콘 금속산화물 반도체(MOS) 솔루션에 비해 보호 다이오드나 추가적인 외부 부품이 필요 없기 때문에 설계를 간소화할 수 있다.

 

LT8418은 상단 및 하단 드라이버 스테이지와 드라이버 로직 제어 및 보호 기능이 내장된 100V 하프-브리지 GaN 드라이버이다. LT8418은 분할된 게이트 드라이버를 통해 GaN FET의 턴온 및 턴오프 슬루율을 조정하여 링잉을 억제하고 EMI 성능을 최적화할 수 있다.

 

GaN 기술은 높은 스위칭 주파수로 동작하기 때문에 특히 수동 부품을 신중하게 선택해야 한다. 번스는 PQ 평면 전력 인덕터와 CWP3230A 칩 인덕터, TLVR1105T TLVR 인덕터 등을 비롯해 GaN의 보다 높은 주파수에 최적화된 우수한 마그네틱 부품을 제공한다. 이들 디바이스는 낮은 인덕턴스와 높은 정격 전류, 그리고 방사를 낮추기 위한 차폐 구조를 갖추고 있다.

 

번스의 HCTSM150102HL 트랜스포머는 강화된 절연 기능과 최소 15mm의 간격/연면거리(creepage distance)를 비롯해 7.64kV(2초)의 내전압 특성을 갖추고 있어 고전압 위험에 대해 뛰어난 절연 성능을 제공한다. 이 트랜스포머는 페라이트 토로이드 코어로 제작되어 뛰어난 커플링 계수와 효율을 자랑한다.

 

 

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