前言

半橋拓?fù)涫且环N由兩個功率器件與電感組成的經(jīng)典電路結(jié)構(gòu)，通過交替驅(qū)動兩個功率器件實(shí)現(xiàn)電能的高效變換與傳輸，可靈活實(shí)現(xiàn)升壓或降壓功能。其電路簡單、易于實(shí)現(xiàn)，且器件電壓應(yīng)力較低，因而在電源轉(zhuǎn)換、電機(jī)驅(qū)動、逆變器等眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

近年來，低壓半橋氮化鎵功率芯片憑借高頻性能與快速開關(guān)優(yōu)勢，正逐步滲透至通信設(shè)備、消費(fèi)電子、數(shù)據(jù)中心與服務(wù)器、人工智能與自動駕駛以及工業(yè)電源等應(yīng)用場景。相較于高壓產(chǎn)品，其耐壓等級通常在100V左右，更適合48V及以下系統(tǒng)，成為高性能電源架構(gòu)中的重要選擇。

半橋氮化鎵芯片

充電頭網(wǎng)基于上一批文章，新增多款半橋氮化鎵產(chǎn)品，并最終一并匯總至如上表所示。文中排名不分先后，按企業(yè)英文首字母排序。

EPC 宜普

宜普EPC2152

宜普EPC2152是一顆額定輸出電流15 A，工作PWM頻率范圍3 MHz，耐壓80V、偏置電源電壓12V的半橋功率級，采用CSP 2.59 x 3.85mm封裝

該芯片支持獨(dú)立的高側(cè)和低側(cè)控制輸入、輸入信號兼容3.3V CMOS邏輯或15V模擬控制器、輸出節(jié)點(diǎn)1ns的開關(guān)時(shí)間、在負(fù)瞬態(tài)條件下運(yùn)行的強(qiáng)健電平轉(zhuǎn)換器、輸出節(jié)點(diǎn)的抗誤觸發(fā)能力大于100V/ns、內(nèi)置高側(cè)和低側(cè)電源的欠壓鎖定。

該芯片適合升壓和降壓轉(zhuǎn)換器、半橋、全橋或LLC隔離轉(zhuǎn)換器、D類開關(guān)音頻放大器、以及單相和三相電機(jī)驅(qū)動逆變器等諸多場景應(yīng)用。

宜普EPC23102

宜普EPC23102集成高側(cè)和低側(cè)eGaN場效應(yīng)晶體管，帶內(nèi)部柵極驅(qū)動器和電平轉(zhuǎn)換器功率級負(fù)載電流為1MHz、輸出電流為35A，耐壓為100V，采用QFN 3.5x5mm封裝。

EPC23102采用5V外部偏置電源、獨(dú)立的高側(cè)和低側(cè)控制輸入、3.3 V或5V CMOS輸入邏輯電平。該芯片邏輯鎖定命令在輸入同時(shí)為高電平時(shí)關(guān)閉兩個FET、外部電阻可調(diào)節(jié)SW開關(guān)時(shí)間和超過軌道及低于地的過電壓尖峰、穩(wěn)固的電平轉(zhuǎn)換器可在硬開關(guān)和軟開關(guān)條件下運(yùn)行、對快速開關(guān)瞬態(tài)的誤觸發(fā)免疫、高側(cè)自舉電源的同步充電、禁用輸入使VDRV電源進(jìn)入低靜態(tài)電流模式、低側(cè)VDD電源的上電復(fù)位、高側(cè)VBOOT電源的欠壓鎖定、在喪失VDRV電源時(shí)，為HS FET和LS FET提供主動?xùn)艠O下拉、具有暴露頂面的熱增強(qiáng)型QFN封裝，可從結(jié)到頂側(cè)散熱器實(shí)現(xiàn)低熱阻。

EPC23102適合降壓、升壓、降壓-升壓轉(zhuǎn)換器、半橋、全橋 LLC 轉(zhuǎn)換器、電機(jī)驅(qū)動逆變器、D 類音頻放大器等場景應(yīng)用。

宜普EPC23104

EPC23104集成了高側(cè)和低側(cè)eGaN FET，具有內(nèi)部門極驅(qū)動器、級移器、引導(dǎo)電荷和門極驅(qū)動緩沖電路，功率級負(fù)載電流為1 MHz、輸出電流為15 A，最大輸入電壓為100 V。

EPC23104采用5V外部偏置電源、3.3V或5V CMOS輸入邏輯電平、獨(dú)立的高側(cè)和低側(cè)控制輸入，當(dāng)輸入同時(shí)為高電平時(shí)，邏輯鎖定命令關(guān)閉兩個FET、外部電阻調(diào)節(jié)SW開關(guān)時(shí)間和超壓尖峰，超過軌道和接地、在硬開關(guān)和軟開關(guān)條件下運(yùn)行的強(qiáng)健電平轉(zhuǎn)換器。

EPC23104具備從快速開關(guān)瞬變中免受誤觸發(fā)、高側(cè)自舉電源的同步充電、禁用輸入時(shí)，VDRV電源進(jìn)入低靜態(tài)電流模式、低側(cè)VDD電源的上電復(fù)位、高側(cè)VBOOT電源的上電復(fù)位、當(dāng)VDRV電源喪失時(shí)，HS FET和LS FET的主動?xùn)艠O下拉、具有裸露頂部的熱增強(qiáng)QFN封裝，以實(shí)現(xiàn)從結(jié)到頂側(cè)散熱器的低熱阻等特性。該芯片非常適合降壓、升壓、降壓-升壓轉(zhuǎn)換器、半橋、全橋 LLC轉(zhuǎn)換器、電機(jī)驅(qū)動逆變器、D類音頻放大器等諸多場景應(yīng)用。

Innoscience 英諾賽科

英諾賽科ISG3201

通過顯微拍攝可清晰看到 ISG3201 的焊盤依次為 SW，PGND 和 VIN，獨(dú)特的焊盤設(shè)計(jì)縮小了功率路徑的環(huán)路面積，同時(shí)增大了散熱面積，有效降低器件運(yùn)行時(shí)的溫升。相比傳統(tǒng)分立的驅(qū)動器+氮化鎵解決方案，電路設(shè)計(jì)更加簡化，PCB尺寸更小巧，可設(shè)計(jì)單面布板，寄生參數(shù)更小，系統(tǒng)性能更優(yōu)。

英諾賽科ISG3201是一顆100V耐壓的半橋氮化鎵功率芯片，芯片內(nèi)部封裝兩顆耐壓 100V，導(dǎo)阻 3.2mΩ 的增強(qiáng)型氮化鎵開關(guān)管以及100V半橋驅(qū)動器。內(nèi)部集成的驅(qū)動器省去了外部鉗位電路，能夠顯著降低關(guān)聯(lián)的寄生參數(shù)。半橋氮化鎵器件具備60A連續(xù)電流能力，無反向恢復(fù)電荷，并具有極低的導(dǎo)通電阻。

ISG3201 外圍元件非常精簡，芯片內(nèi)部集成了驅(qū)動電阻、自舉電容和供電濾波電容。英諾賽科在這款芯片上采用固化驅(qū)動形式，減少柵極和功率回路寄生電感，并簡化功率路徑設(shè)計(jì)。該芯片還具有獨(dú)立的高側(cè)和低側(cè) PWM 信號輸入，并支持 TTL 電平驅(qū)動，可由專用控制器或通用 MCU 進(jìn)行驅(qū)動控制。

在應(yīng)用方面，英諾賽科 ISG3201 半橋氮化鎵功率芯片適用于高頻高功率密度降壓轉(zhuǎn)換器，半橋和全橋轉(zhuǎn)換器，D類功放，LLC 轉(zhuǎn)換器和功率模組應(yīng)用，可用于 AI，服務(wù)器，通信，數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用場景。48V 工作電壓也滿足 USB PD 3.1 快充以及戶外電源相關(guān)應(yīng)用，通過集成的半橋器件，簡化功率組件的開發(fā)設(shè)計(jì)。

英諾賽科ISG3202LA

英諾賽科ISG3202是一顆100V耐壓的半橋氮化鎵功率芯片，隸屬SolidGaN系列，芯片內(nèi)部封裝兩顆耐壓100V，導(dǎo)阻3.2mΩ的增強(qiáng)型氮化鎵開關(guān)管、1顆100V半橋驅(qū)動器以及若干電容電阻，可極大地簡化系統(tǒng)BOM，減少占板面積高達(dá)73%。

ISG3202經(jīng)過優(yōu)化功率回路設(shè)計(jì)，可支持高達(dá)5MHz開關(guān)頻率，具有高效率和低EMI，內(nèi)置智能自舉開關(guān)保證高邊/低邊驅(qū)動電壓一致，內(nèi)置多種保護(hù)機(jī)制確保系統(tǒng)可靠性。同時(shí)ISG3202還內(nèi)置了VCC/BST 電容，能夠極大簡化系統(tǒng)成本；并具備傳輸延遲更短（14ns），延遲匹配更好，VCC靜態(tài)電流更低等優(yōu)勢。

英諾賽科ISG3204LA

英諾賽科ISG3204是一款柵極驅(qū)動器的2.4mΩ 100V半橋GaN功率芯片，隸屬SolidGaN系列，采用緊湊的5mm×6.5mm LGA封裝。封裝內(nèi)包含兩顆高性能GaN FET、驅(qū)動器，提供緊湊、高效的GaN功率解決方案，主要應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動。

ISG3204 提供兩個邏輯輸入，用于控制高端和低端GaN FET，以實(shí)現(xiàn)最大靈活性。分離的驅(qū)動器輸出允許獨(dú)立調(diào)節(jié)導(dǎo)通和關(guān)斷強(qiáng)度，優(yōu)化電磁干擾和效率。

ISG3204 具有輸入互鎖功能和內(nèi)部自適應(yīng)防直通保護(hù)電路，確保即使在接近零死區(qū)時(shí)間的情況下也不會出現(xiàn)同時(shí)導(dǎo)通。ISG3204內(nèi)置全面的保護(hù)功能，包括主動Bootstrap（BST）電壓控制，防止過充電并確保穩(wěn)定的柵極驅(qū)動電壓，VCC 和 BST 均有獨(dú)立的欠壓鎖定（UVLO）和過壓鎖定（OVLO），以及過溫保護(hù)。

英諾賽科ISG3206LA

ISG3206是一款內(nèi)置100V耐壓，導(dǎo)阻5.5mΩ的半橋GaN功率模塊，隸屬SolidGaN系列，封裝于小巧的5×6.5mm LGA 封裝中。封裝內(nèi)包含兩顆高性能增強(qiáng)型氮化鎵（GaN）場效應(yīng)晶體管（FET）、驅(qū)動器、柵極電阻以及驅(qū)動器供電電容，為行業(yè)提供了緊湊且高效的氮化鎵功率解決方案。

ISG3206 配備兩個邏輯輸入端，用于控制高側(cè)和低側(cè)氮化鎵（GaN）場效應(yīng)晶體管（FET），從而實(shí)現(xiàn)最大程度的靈活性。分離的驅(qū)動器輸出端允許獨(dú)立調(diào)節(jié)導(dǎo)通和關(guān)斷強(qiáng)度，從而在電磁干擾（EMI）和效率方面達(dá)到優(yōu)化。

ISG3206 具有輸入互鎖功能和內(nèi)部自適應(yīng)防止直通保護(hù)電路，確保即使在接近零死區(qū)時(shí)間的情況下，也不會出現(xiàn)輸出同時(shí)導(dǎo)通的情況。產(chǎn)品內(nèi)置全面的故障保護(hù)功能，包括用于防止過充電并確保穩(wěn)定柵極驅(qū)動電壓的主動自舉（BST）電壓控制，針對 VCC 和 BST 的獨(dú)立欠壓鎖定（UVLO）和過壓鎖定（OVLO），以及過熱保護(hù)功能。

英諾賽科ISG3208EA

英諾賽科ISG3208是一顆100V、45A半橋功率氮化鎵模塊，采用緊湊的6.5mm x 6.5mm LGA封裝。其內(nèi)部集成了兩顆高性能GaN FET、驅(qū)動器以及驅(qū)動供電電容，提供業(yè)內(nèi)緊湊且高效的 GaN電源解決方案。

ISG3208提供兩個邏輯輸入，用于分別控制高邊和低邊 GaN FET，實(shí)現(xiàn)最大設(shè)計(jì)靈活性。其分離式驅(qū)動輸出允許獨(dú)立調(diào)節(jié)開通與關(guān)斷強(qiáng)度，從而在 EMI 和效率之間取得最佳平衡。

該器件具備輸入互鎖和自適應(yīng)交叉導(dǎo)通保護(hù)電路，確保即便在接近零死區(qū)時(shí)間下，也不會出現(xiàn)高低邊同時(shí)導(dǎo)通的情況。ISG3208 還集成了全面的故障保護(hù)功能，包括：主動自舉電壓控制以防止過充并確保穩(wěn)定的柵極驅(qū)動電壓、針對VCC與BST的獨(dú)立UVLO與OVLO保護(hù)，以及過溫保護(hù)。

憑借快速傳輸延遲、優(yōu)異的延遲匹配、出色的 dv/dt 抗擾性 以及 超低的封裝寄生電感回路，ISG3208 可幫助設(shè)計(jì)人員在功率密度和效率上實(shí)現(xiàn)顯著提升。

1、功率密度創(chuàng)新高！英諾賽科發(fā)布革命性合封GaN功率IC

2、豐富氮化鎵生態(tài)，英諾賽科多款氮化鎵合封芯片介紹，覆蓋高低壓多款產(chǎn)品

3、簡化低壓氮化鎵應(yīng)用，英諾賽科推出高集成小體積半橋氮化鎵功率芯片ISG3201

PRIMECHIP 元芯半導(dǎo)體

元芯半導(dǎo)體YX471058

YX471058是一款高性能的集成 GaN FET 半橋柵極驅(qū)動器。其內(nèi)部集成了最高 100V 的柵極驅(qū)動器和自舉二極管，并支持三態(tài)PWM輸入。

YX471058 采用分離式柵極驅(qū)動設(shè)計(jì)，支持靈活的輸出開通與關(guān)斷時(shí)間調(diào)節(jié)。其具備軌到軌驅(qū)動能力，最大供電電壓為 7V。憑借超短傳播延遲以及快速的上升、下降時(shí)間，非常適合 GaN FET 應(yīng)用場景。

此外，YX471058 還具備輸出電流與溫度感測及上報(bào)功能。內(nèi)建欠壓鎖定 (UVLO)、過溫保護(hù) (OTP)、高邊 MOSFET 短路保護(hù) (HSS) 與過流保護(hù) (OCP)，確保器件運(yùn)行的安全性與可靠性。

TI 德州儀器

德州儀器LMG5200

德州儀器LMG5200集成了80V、10A驅(qū)動器和GaN半橋功率級，采用增強(qiáng)模式氮化鎵(GaN)FET提供了一套集成功率級解決方案。該器件包含兩個80V GaN FET，它們由采用半橋配置的同一高頻GaNFET驅(qū)動器提供驅(qū)動。

GaN FET 在功率轉(zhuǎn)換方面的優(yōu)勢顯著，因?yàn)槠浞聪蚧謴?fù)電荷幾乎為零，輸入電容CISS也非常小。所有器件均安裝在一個完全無鍵合線的封裝平臺上，盡可能減少了封裝寄生元件數(shù)。LMG5200器件采用6mm×8mm×2mm無鉛封裝，可輕松安裝在PCB上。

該器件的輸入與TTL邏輯兼容，無論VCC電壓如何，都能夠承受高達(dá)12V的輸入電壓。專有的自舉電壓鉗位技術(shù)確保了增強(qiáng)模式GaNFET的柵極電壓處于安全的工作范圍內(nèi)。

該器件配有用戶友好型接口且更為出色，進(jìn)一步提升了分立式GaNFET的優(yōu)勢。對于具有高頻、高效操作及小尺寸要求的應(yīng)用而言，該器件堪稱理想的解決方案。與TPS53632G 控制器搭配使用時(shí)，LMG5200能夠直接將48V電壓轉(zhuǎn)換為負(fù)載點(diǎn)電壓(0.5-1.5V)。

德州儀器LMG3100

LMG3100 器件是一款具有集成驅(qū)動器的100V連續(xù)、120V脈沖氮化鎵 (GaN) FET。該器件提供兩種 Rds(on) 和最大電流型號 ， 即126A/1.7mΩ(LMG3100R017) 和 46A/4.4mΩ (LMG3100R044)。該器件包含一個由高頻 GaN FET 驅(qū)動器驅(qū)動的 100V GaN FET。LMG3100 包含一個高側(cè)電平轉(zhuǎn)換器和自舉電路，因此兩個 LMG3100 器件可用于形成半橋，而無需額外的電平轉(zhuǎn)換器。

GaN FET 在功率轉(zhuǎn)換方面的優(yōu)勢極為顯著，因?yàn)樗鼈兊姆聪蚧謴?fù)為零，而且輸入電容 CISS 和輸出電容COSS 都非常小。驅(qū)動器和 GaN FET 均安裝在一個完全無鍵合線的封裝平臺上，盡可能減少了封裝寄生元件數(shù)。LMG3100 器件采用 6.5mm × 4mm × 0.89mm 無鉛封裝，可輕松安裝在PCB上。

德州儀器LMG2100R026

德州儀器LMG2100R026是一款93V連續(xù)100V脈沖式53A半橋GaN功率級，具有集成柵極驅(qū)動器和增強(qiáng)模式氮化鎵 (GaN) FET。該器件包含兩個 GaN FET，采用半橋配置，由一個高頻 GaN FET 驅(qū)動器驅(qū)動。

該器件在功率轉(zhuǎn)換方面的優(yōu)勢極為顯著，企反向恢復(fù)為零，而且輸入電容 CISS 和輸出電容

COSS都非常小。驅(qū)動器和兩個 GaN FET 均安裝在一個完全無鍵合線的封裝平臺上，盡可能減少了封裝寄生元件數(shù)。LMG2100R026 器件采用7.0mm × 4.5mm ×0.89mm無鉛封裝，可輕松安裝在PCB上。

無論VCC電壓如何，TTL 邏輯兼容輸入均可支持3.3V和5V邏輯電平。專有的自舉電壓鉗位技術(shù)確保了增強(qiáng)模式 GaN FET 的柵極電壓處于安全的工作范圍內(nèi)。

該器件配有用戶友好型接口且更為出色，進(jìn)一步提升了分立式GaN FET的優(yōu)勢。對于需要小尺寸、高頻、高效運(yùn)行的應(yīng)用來說，該器件是理想的解決方案。

德州儀器LMG2100R044

德州儀器LMG2100R044是一款集成90V、100V脈沖、35A的半橋功率級，集成了柵極驅(qū)動器和增強(qiáng)型氮化鎵（GaN）場效應(yīng)管（FET）。該器件由兩個100V GaN FET和一個高頻90V GaN FET驅(qū)動器組成，配置為半橋結(jié)構(gòu)。

GaN FET在功率轉(zhuǎn)換方面具有顯著優(yōu)勢，因?yàn)樗鼈儧]有反向恢復(fù)且具有非常小的輸入電容CISS和輸出電容COSS。所有器件均安裝在一個完全無鍵合線的平臺上，極大地減少了封裝寄生元素。LMG2100R044器件采用5.5mm × 4.5mm × 0.89mm的無鉛封裝，易于安裝在PCB上。

與TTL邏輯兼容的輸入可以支持3.3V和5V邏輯電平，而不受VCC電壓的影響。專有的自舉電壓鉗位技術(shù)確保增強(qiáng)型GaN FET的柵極電壓在安全的操作范圍內(nèi)。

該器件通過提供更用戶友好的接口，擴(kuò)展了離散GaN FET的優(yōu)勢。它是需要高頻率、高效率操作且占用空間小的應(yīng)用的理想解決方案。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

低壓半橋氮化鎵器件的出現(xiàn)，為電源設(shè)計(jì)提供了更高效率、更小體積和更低損耗的解決方案。從消費(fèi)電子快充到數(shù)據(jù)中心電源，再到電機(jī)驅(qū)動與光伏逆變等領(lǐng)域，氮化鎵的應(yīng)用邊界正在不斷拓展。隨著各大功率半導(dǎo)體廠商持續(xù)推出新品，低壓半橋GaN正逐步取代傳統(tǒng)硅基器件，推動電源系統(tǒng)向更高功率密度方向演進(jìn)。

上述企業(yè)推出的半橋氮化鎵功率芯片可顯著提升轉(zhuǎn)換效率、縮小適配器和電路體積，減少能源浪費(fèi)。其高頻高效的特性，助力電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)更高效的供電以及驅(qū)動效果，契合當(dāng)下節(jié)能環(huán)保與高效設(shè)計(jì)趨勢。