前言
以氮化鎵和碳化硅作為當下極具潛力的第三代半導體材料,其代表著功率半導體技術的前沿發展方向,在電源領域展現出巨大的優勢與價值。與傳統硅器件相比,以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導體功率器件具備更高的效率、更強的耐高溫性、以及更小的尺寸,能夠顯著提升電源系統的能效,推動Ai數據中心、通信基站、新能源汽車等高能耗產業向低碳環保方向進化。
而在全球功率半導體產業加速向第三代半導體材料遷移的態勢中,無不時刻上演一場技術與資本的雙重爭奪戰。近期,業界動作頻頻,從到技術突破到新品發布,第三代半導體行業賽道呈現出前所未有的活躍態勢。為助力各位讀者朋友了解最近第三代半導體行業新方案、新動向,充電頭網整理了近期行業內推出的新品方案,下文小編將為您詳細介紹。
下文品牌排序不分先后,按品牌英文首字母順序排列。
AOS萬國
AOS推出6.6kW OBC Demo系統
AOS萬國推出6.6kW OBC DEMO,該演示demo在AC-DC側使用AOM040V75X2Q和AOK060V75X2Q,在DC-DC側使用AOM040V75X3Q。
該演示demo輸入電壓范圍廣,為85-265V,50/60Hz(AC/DC),同時還能適應320-450V,50/60Hz(DC/AC)的輸入條件,輸出電壓也具備寬范圍,為250V-450V(AC/DC),在特定情況下,還能輸出220V,50Hz(DC/AC)。在功率方面,當Vac≥220V時,可達到6.6kW(AC/DC模式),Vac=90V時,功率為2kW(AC/DC模式),在DC/AC模式下,最大功率為3.3kW。其效率表現十分出色,峰值效率高達96%,PFCPWM頻率為65kHz,CLLC PWM頻率為200kHz。這款產品還具備諸多特點,比如寬輸入電壓范圍85-265VAC,50/60Hz,寬輸出電壓范圍250-450VDC,最高效率可達96.5%,最大功率輸出限制分別為6.6kW(AC/DC模式)和3.3kW(DC/AC模式),并且擁有輸入過流、過壓、欠壓保護,輸出過流、過壓、欠壓保護等多種保護功能,還配備多種故障LED顯示,可通過開關自由切換AC/DC或DC/AC模式。
EPC宜普
EPC宜普推出專為PD快充應用的氮化鎵180W demo方案
宜普公司推出基于EPC91109評估板,其配備了一個緊湊高效的雙相同步降壓轉換器。該轉換器輸入電壓范圍為20–36V,輸出電壓可選12V、16V或20V。它使用了四顆EPC2057(50V額定電壓的eGaNFET)和LTC7890模擬雙相降壓控制器。評估板能夠配置成單輸出的雙相交錯轉換器,或者雙輸出的降壓轉換器。
當作為單輸出的雙相交錯轉換器時,其可以從36V電源向12V負載輸出最高14.3A電流,相當于180W輸入功率,符合USB-PD 3.1規范在36V母線下允許的最大功率。功率級面積(包含電感器)為24mm×24mm,最大元件高度為3mm,無需散熱器或風冷。
該方案采用尺寸僅為6.95mm×6.60mm、高度3mm的小型電感專為功率高達180W的PD3.1應用場景設計,適用于空間受限且對功率有一點需求的PD適配器、筆電適配器等場景應用。
EPC宜普推出面向96-150V系統的氮化鎵三相逆變器方案評估板
宜普最新推出的基于EPC2304氮化鎵場效應管的高性能三相無刷直流逆變器參考設計EPC9196,其專為 96-150V電池系統打造,可提供25A有效值的持續輸出電流,適用于AGV轉向系統、機器人關節以及緊湊型自動駕駛車輛等場景。
在核心參數層面,其輸入電壓范圍30-170V,輸出電流25 ARMS(35A 峰值),PWM 頻率最高可達150kHz,dv/dt小于10V/ns,且集成電流、電壓、溫度實時監測傳感功能。散熱方面,在無散熱器自然對流條件下可輸出 8.5ARMS,加裝散熱器后輸出電流可達 13 + ARMS,即使在瞬態爆發 25ARMS 時也能保持安全溫升。
作為首款針對96-150V、25ARMS條件優化的demo,EPC9196填補了市面多數參考設計在中壓中流應用區間的空白,滿足高功率密度電機控制系統設計需求。系統集成40針接口,適配ST、TI、Microchip及Renesa電機控制板,信號經3.3V縮放直連ADC 輸入,過流保護支持硬件 / 軟件雙重控制。此外,EPC9196隨產品附贈配套完整開發資料包,含原理圖、物料清單、PCB 布局圖、仿真模型等,助力工程師快速上手進行設計。
Innoscience英諾賽科
英諾賽科推出4kW雙向PFC方案
英諾賽科近期推出4kW雙向PFC方案,該方案采用AC-DC圖騰柱拓撲,內置4顆ISG6121TD氮化鎵器件。
該demo其峰值效率表現優異,在用于整流時,在230V輸入電壓條件下,峰值效率可達99.03%;在用于逆變時,230V輸出電壓條件下,峰值效率為98.95%。開關頻率為65kHz PFC。其PCBA尺寸為176×100×57mm,功率密度高達65.6W/inch³。此外,采用了InnoGaN技術,使用了4顆ISG6121TD芯片,可見該demo方案具備高效、緊湊與行業前瞻性與創新性。
英諾賽科1.2?kW 高功率密度四相交錯降壓電源方案
英諾賽科面向 AI 算力基建的最新1.2?kW四相交錯降壓參考設計,針對行業對高密度化、智能化與低碳化的核心需求而生。該方案在典型 48?V 輸入、12?V/100?A 輸出條件下,憑借氮化鎵器件的小體積、高頻高效特性,將功率密度與系統效率推向極限,實現了峰值 98.1%(600?W)及滿載 97.5%(1200?W)的優越表現。相較于傳統硅基解決方案,整體損耗降低逾 30%,器件熱點溫度在無風狀態下低于硅方案 15?℃ 以上,有效提升了散熱性能與系統可靠性,同時為數據中心 PUE 降本增效提供了堅實保障。
該參考設計采用英諾賽科自研的INS2002FQ氮化鎵半橋驅動IC與雙面散熱的100?V增強型 GaNFET INN100EA035A,通過四相交錯 Buck 拓撲實現功率傳輸的平滑切換與均流分擔。INS2002FQ 集成自舉與 BST 鉗位電路,支持獨立上下拉驅動與三態 PWM 輸入,可靈活調節死區時間并實現低延遲高驅動能力;INN100EA035A 則憑借超低導通電阻與高飽和磁通密度的雙面散熱結構,配合鉑科新材料高頻磁材,有效縮減電感與濾波電容體積 50%以上,使整機功率部分僅占 PCB 面積 48?×?12?mm,為新能源、通信及數據中心等多領域提供了高效、緊湊、可擴展的48?V降壓方案。
英諾賽科發布無散熱器設計300W GaN 電機驅動評估板
近期,英諾賽科推出的INNEMD310V3A1評估板,其采用 INN700TK350B,可在臺架測試中輕松評估高達300W負載的組件。
該評估板內置700V INN700TK350B GaN,具備低損耗、高轉速、簡化測試流程、優化布局四大優勢。得益于氮化鎵沒有反向恢復的優異特性,加上超低的開通和關斷損耗,對比同規格MOS/IGBT器件,高壓氮化鎵的損耗減少50%以上,可實現高性能、無散熱器設計,節省BOM以及散熱器裝配工序成本;采用氮化鎵的電機驅動器,由于足夠快的開關速度,PWM頻率可以提升到100KHz,可以支持電機運行在更高的轉速,并且獲得更好的控制性能;簡化測試流程,配套無感FOC控制算法;優化布局,實現最佳性能。
Navitas納微
納微12kW超大規模AI數據中心電源參考設計
納微推出了專為超大規模AI數據中心設計的最新12kW量產電源參考設計,基于第三代快速碳化硅 MOSFET 與高功率GaNSafe氮化鎵功率芯片的深度協同打造,完美契合開放計算項目(OCP)ORv3 規范及高功率服務器機架需求。
該方案在三相交錯 TP?PFC 與 FB?LLC 拓撲中引入納微獨家 IntelliWeave 數字控制技術,混合采用臨界導通模式與連續導通模式,確保輕載至滿載工況下元件最簡與效率最大化,相較傳統 CCM 方案功耗降低約30%。其中,TP?PFC 由“溝槽輔助平面柵”碳化硅 MOSFET 驅動,兼具全溫域高性能、低溫升與卓越魯棒性;FB?LLC 則由集成驅動、感測與多項保護功能的第四代 GaNSafe 氮化鎵功率芯片擔當,短路保護響應最快 350?ns,所有引腳提供 2?kV HBM ESD 防護,且無需額外 VCC 引腳即可實現可編程斜率控制,有效提升高功率應用的可靠性與安全性。
該參考設計尺寸僅為790?×?73.5?×?40?mm,輸入電壓覆蓋 180–305?VAC 區間,在高于 207?VAC 條件下可穩定輸出 12?kW、低于閾值時保證 10?kW 輸出,輸出電壓最高可達 50?VDC。整機配備主動均流及完善的過流、過壓、欠壓與過熱保護機制,并支持 3 倍穩態電流的浪涌輸出(<?20?ms),可在 –5–45?°C 環境中連續運行 20?ms 負載而保持穩定。此款參考設計可助力超大規模 AI 數據中心迅速部署高功率、高密度且極具成本效益的電源基礎設施。
ON安森美
安森美推出SiC Combo JFET評估板
安森美半導體的SiC Combo JFET產品,擁有極低的導通阻抗以及可精準調控的開關速度,這使其在斷路器以及大功率且低開關速度要求的應用場景中,能夠實現極為出色的效率表現與功率密度提升。與此同時,該器件的功率循環性能與傳統硅器件相比毫不遜色,且相較于SiC MOSFET,其功率循環性能更是高出2倍有余。
為了助力客戶更好地對Combo JFET器件進行評估,安森美半導體精心推出了兩款評估板。其中一款專為斷路器應用而設計,采用共源極配置;另一款則針對大功率開關模式應用,采用半橋配置。這兩類評估板均可通過安森美的官方銷售渠道獲取。
Si-Power硅動力
硅動力65W slim超薄氮化鎵快充方案
近期Si-power硅動力基于旗下SP9800+SP6520H高頻QR電源方案,設計了一款65W slim超薄氮化鎵快充DEMO,整機三圍實測僅67.43*40.04*10.77mm,功率密度高達2.24W/cm³,另外重量也僅有37g,小巧輕便,輕松滿足客戶對于“餅干”充電器的設計要求。
DEMO采用了硅動力SP9800+SP6520H高頻QR電源方案,以及SP240N70TT1氮化鎵開關管、SP05N10SRL同步整流管全套器件。SP9800數模混合信號反激控制芯片集成Cap-Less自適應CCM技術與自適應谷底鎖定策略,可在大幅縮小輸入母線電容體積的同時保持高效率運行;SP6520H可以動態跟蹤輸出電流波形,降低次級整流管導通損耗,進一步提升轉換效率。
SP240N70TT1氮化鎵開關管助力產品高頻高效以及實現小型化。這套方案不僅非常適合超薄型充電器應用,而且全部來自硅動力,一致性也會更好,溝通成本更低,對于協助客戶開發新品,縮短研發周期實現快速量產上市更有優勢。
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1、功率密度達2.24W/cm³,硅動力65W slim超薄氮化鎵快充方案解析
Wolfspeed
Wolfspeed推出25kW雙向T-型逆變器
Wolfspeed推出25千瓦雙向T型逆變器demo,采用Wolfspeed 650V和1200V SiC MOSFET,適用于光伏逆變器、UPS、電動汽車快充樁、高壓直流輸電、人工智能/數據中心大功率PSU及儲能系統等高功率場景,且具備逆變器模式和功率因數校正模式。該demo還配備一套完整評估工具,能助力新型碳化硅設計開發。
該demo設計在逆變器模式與PFC模式下均能實現峰值效率大于99%,且功率密度大于6kW/L。在逆變模式中,直流輸入電壓為800V DC,最大電流為36A,交流輸出電壓范圍是380-480 Vline-line,頻率為50/60Hz,最大功率可達25kW,其開關頻率為60kHz。而PFC模式下,三相輸入電壓為380-480Vline - line,頻率50/60Hz,最大電流同樣為36A,直流輸出電壓在650V-900V之間,最大功率也是25kW,開關頻率為60kHz。此設計可廣泛應用于光伏逆變器、不間斷電源(UPS)、儲能系統、電動汽車快速充電以及工業電源等領域。
X-IPM芯干線
芯干線推出12V 8.33A 100W demo方案
芯干線最近帶來12V 8.33A 100W demo,該方案內置芯干線X3G6516B5氮化鎵開關管以及XD065A0065碳化硅二極管,分別用于PFC MOS、LLC MOS和PFC二極管。
據官方描述,該demo方案在110V電壓輸入,20%負載至滿載(對應負載為20%、40%、60%、80%、100%)的情況下,通過計算得出其轉換功率為92.0%、93.3%、93.6%、93.8%、93.9%。在220v電壓輸入,20%負載至滿載(對應負載為20%、40%、60%、80%、100%)情況下,通過計算得出其轉換效率為93.0%、95.0%、95.7%、95.8%、96.0%。整體轉換效率在90%以上。
充電頭網總結
對于功率器件企業而言,不斷推出demo方案能夠為行業提供完整應用示例,以全面評估器件性能,合作企業或工程師能夠驗證產品特性,提前發現硬件缺陷,降低試錯成本;同時推出demo還可以針對特定應用提前設計優化,降低設計難度,加速產品開發進程,是提升產品競爭力的重要前置方案。
以上便是本次第三代半導體行業demo新方案的全部內容,如您需要持續了解第三代半導體行業風向,您可以關注充電頭網,我們將會持續為您整理業界最新動向。
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