Un semiconductor de alto rendimiento y ancho de banda prohibida conocido como nitruro de galio (GaN) se considera la tecnología energética más prometedora y de vanguardia. Los dispositivos de alimentación basados en GaN superan a los dispositivos de silicio tradicionales (Rds) en términos de velocidad de conmutación, conductividad térmica y resistencia reducida de drenaje a fuente. Los transistores de efecto de campo de nitruro de galio (GaN FET) se usan cada vez más para el control y la conversión de energía en unidades de motor de alta potencia, adaptadores de carga rápida, telecomunicaciones, computadoras de alto rendimiento y aplicaciones espaciales.
Este artículo es un resumen del panel de discusión que formó parte de él. EXPO DE ENCENDIDO Expertos de empresas tecnológicas pioneras de todo el mundo analizan los avances recientes y el alcance futuro de las soluciones de GaN.
Doug Bailey, vicepresidente de marketing e ingeniería de aplicaciones de Power Integrations, comenzó el panel de discusión analizando las áreas clave en las que los sistemas tradicionales sufren pérdidas. Convertidor CA/CCBailey señaló que los MOSFET de conmutación primario y secundario y las resistencias de detección de corriente son las áreas donde ocurren la mayoría de las pérdidas. Los convertidores CA/CC tradicionales constaban de 75 o más componentes, lo que reducía aún más la eficiencia incluso después de utilizar conmutadores de banda prohibida amplia. Posteriormente, Bailey introdujo una solución integrada ofrecida por la consolidación de energía. Utiliza un conmutador de ancho de banda ancha en un paquete integrado y reduce “significativamente” el número de componentes en un 65 %. La selección del interruptor depende de la potencia nominal a la que opera el convertidor. Los ingenieros también sugirieron usar interruptores basados en Si para clasificaciones de potencia por debajo de 35 W e interruptores basados en GaN para clasificaciones de potencia más altas para equilibrar costos y beneficios.
FIGURA 1: POTENCIA NOMINAL Y SELECCIÓN DE INTERRUPTOR
El Sr. Vikas Dhurka, vicepresidente de marketing y aplicaciones de NexGen Power Systems, habló sobre la solución integrada relacionada con el sistema de energía más pequeña y eficiente del mundo desarrollada con la tecnología de GaN vertical de NexGen. Con respecto al futuro de NexGen Power Systems, Dhurka dijo: Creo que aquellos de nosotros en la comunidad de electrónica de potencia somos muy conscientes del impacto que tendrá la tecnología GaN en estas aplicaciones de alta potencia. ”
Stephen Oliver, vicepresidente de Marketing Corporativo y Relaciones con Inversionistas de Navitas, señaló la cantidad de crecimiento que ha experimentado recientemente la tecnología de carga rápida basada en GaN para teléfonos inteligentes. Con el tamaño promedio de mAh de las baterías triplicado en comparación con el año pasado, compañías como Realme usaron cargadores rápidos basados en GaN para cargar 5000 mAh en menos de 10 minutos. Avanzando en el tren motriz, Oliver habló sobre los inversores solares basados en GaN que ofrecen frecuencias de conmutación 10 veces más rápidas en comparación con los inversores basados en Si, lo que mejora significativamente la eficiencia y reduce los costos.
Figura 2: Mercado potencial para los sistemas de energía de GaN
Daniel Sherman, vicepresidente de investigación y desarrollo de VisIC Technologies, presentó dispositivos de alto voltaje y alta corriente basados en GaN para aplicaciones automotrices. Para aplicaciones de carga de vehículos eléctricos (EV) de 650 V, VisIC afirma tener los convertidores de mayor eficiencia en el mercado debido a su tecnología Metal Insulated Semiconductor (MIS). Hablando de la tecnología MIS, Sherman dijo: Sherman también se refirió a la plataforma d-mode de transmisión directa de VisIC que brinda rendimiento, confiabilidad y rentabilidad al mercado del tren motriz EV.
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