Комментарии 40
Почему то GAN в плане сетевых преобразователей прочно обосновались во всяких не особо мощных PD-зарядках. А вот увидеть хотя бы пром. вариант компактного БП на пару сот ватт, было бы здорово.
Там скорее маркетинг — возможность впихнуть задорого мелкие габариты зарядного. С другой стороны, эти б/п внесли свою лепту в популяризацию GaN среди обычных пользователей радиолюбителей.
Думаю, у крупных компаний такие проекты уже в работе и скоро начнут появляться на рынке.
и трехфазный вариант силового модуля со схожими параметрами для применения в приводах
А оно точно надо? Какой выигрыш дает повышение частоты коммутации с традиционных 10-50 кГц до 1 МГц в приводе? Зачем оно в buck и boost понятно, там и дроссель уменьшается, и емкости, но вот с приводом не понятно.

Как решили вопрос с охлаждением? Потери от 20А и 1 МГц полностью в плату отводятся? Изначально подумал вы к корпусу прижимаете, он вроде алюминиевый, а на последнем фото видно, что ноги от PBD разъема выступают больше, чем высота самого транзистора.
А кто сказал про 1 МГц для приводов?)) Про охлаждение вроде бы написал в статье. Более тонкие подробности, боюсь, раскрыть не могу…

Тут скорее интересно как решено было: передача на корпус только через компаунд или все таки дно корпуса не просто ровное, а есть площадка под транзисторами и для минимального зазора между корпусами? Если секретно, то ничего страшного, просто интересно как делают другие. Сам обычного фрезерую, чтобы не заливать.


Если не 1 МГц условный, то зачем тогда GaN в приводе? На частотах десятки кГц кремний будет дешевле существенно при тех же потерях примерно

Здравствуйте, Илья {почитал Ваши статьи}. Да, в корпусе сложный рельеф+спец.компаунд.
Понял, спасибо) Надо тоже попробовать залить компаундом и посмотреть насколько сильно улучшит ситуацию. По идее если теплопроводность хорошая, то по объему должно лучше распределять. Просто сколько сталкивался с железками обычно просто прижали и успокоились.
Есть ли в продаже кремниевые транзисторы, позволяющие сделать низковольтный электропривод с аналогичной плотностью мощности?
Слишком много «если» в такой постановке вопроса. Не могу ничего ответить.
Можно и с большей даже, если речь о нормальных тока хотя бы на десятки ампер. Какой нибудь ключ в HSOF-8 прекрасно охлаждается и при этом имеет канал 0.4-0.7 мОм, а затвор в ~200 нКл прекрасно качается любым типовым драйвером на +4/-4А на частотах 10...50 кГц
… и начинает возникать вопрос, не выгоднее ли уже будет взять несколько GaN ключиков впараллель…
Не выгоднее конечно. Во-первых, под HSOF будет более типовая система охлаждения, а не дорогие попытки сдуть ватты с 2х1,6 мм ключа. Во-вторых, кремний все еще сильно дешевле, как и драйвера для него.
Давно жду когда такие транзисторы, но только годные для мощных БП пойдут в массовую продажу. Интересует снижение потерь на переходных процессах именно на мощных апаратах где это наиболее актуально.
Так уже есть на 650В GaN-ключи. Но с ними не так всё просто, что и пытался в статье показать — замена кремния на галлий-нитрид путем выпаивания первого и впаивания второго не работает.

Так уже есть, как минимум в серверном сегменте на 2-3 кВт и в сварочниках. На совсем больших мощностях уже SiC сильно интереснее. Да и единицах кВт пока что тоже интереснее выглядят в плане экономики и развития экосистемы драйверов, питальников, корпусов. Хотя и GaN постепенно дешевеют, ждём ещё годик)

Вот задача: надо влупить ток в пару сотен ампер в течении 1 микросекунды.
Фронты чем круче тем лучше. Напряжение 40-80в. Какой транзистор лучше применить?

На такое напряжение GaN самое то, SiC где-то после 250В становятся интересными, на мелкое напряжение их в принципе нет. Хотя ради эксперимента можно и простой кремний пробовать, это же импульсный ток, у современных ключиков очень лёгкие затворы есть единицы нКл.

Я пробовал на обычных фетах. У транзисторов на большой ток емкость затвора большая. Приходится применять драйверы помощнее и все равно фронты завалены получаются. В той схеме еще очень желательно переключать + то есть транзисторы П канальные…
Нее. Нагрузка — металлическая проволочка. Она должна устраивать микровзрыв в воде и резать другой здоровый кусок металла.
Так не спортивно. И вобще это не коммерческий проект.
На данный момент GaN, а так-же драйверы для них — весьма дорогая игрушка. Иногда можно поймать удачу, и получить комплект юного пиротехника — почти бесплатно. Однако это не означает что потом можно будет тот-же комплект приобрести в нужном вам количестве. Компания может передумать или вовсе испариться.
Дык собственно вопрос — где оно уже продаётся поштучно, без предварительных звонков и договоров.

На Mouser через ПМ Электроникс вполне доступны infineon-ы, других не смотрел, но наверняка есть кто-то ещё из производителей

Для нее еще и генератор мертвого времени надо правильный сделать ;-) да и соотношение цена/характеристики весьма спорное…

Там, где обычно применяют GaN, deadband generation обычно встроен в ШИМ-периферию. На тех частотах обычно используют и ШИМ высокого разрешения (на линиях задержки). Поэтому это или TI C2000, или Infineon XMC или STM32G-какой-то-там.

Обычно, но не всегда. Если говорить про аудиоприменения, то в них часто не хватает динамического диапазона, который можно получить при помощи специализированных процессоров с ШИМ высокого разрешения. Недавно, в одном проекте, удалось вытянуть примерно 15-15.5 бит с помощью одного из специализированных процессоров, что маловато, так как на регулировку громкости ДД уже не остается. Результирующая линейность тоже оставляет желать лучшего, виной тому большая DNL/INL этих младших 3-4 бит высокого разрешения.

Ну из чисто цифровых решений я видел только использование FPGA с высокоскоростными линиями (типа SERDES), там 150 пикосекунд (стандартные для МК силовой электроники на флеше) шага можно было снизить до 30-40. Но меньше — это только аналог, и то, далеко не каждый.

Собственно, по этой причине я использую «аналоговую» технологию для применений, где требуется высокий ДД и высокая линейность, в частности, в этих модулях.
Извините за занудство, но почему GaN Вы называете «галлий-нитридом»? Gallium nitride (обратите внимание, без дефиса) на русский язык переводится как нитрид галлия — одно вещество. А то, как Вы пишите, соответствует некой составной системе из галлия и нитрида. Причём, под нитридом «по умолчанию», в технологии ПП, понимают нитрид кремния, т.е. Si3N4. Получается система Ga-Si3N4, что не есть верно.
Возможно, Вы правы. Данное словосочетание прицепилось из отечественных статей/литературы, вроде бы я не сам его выдумал. Возможно, это из разряда «Силиконовая долина» или «Техас» — устоявшиеся названия…
Вы уже проводили испытания на электромагнитную эмиссию? Интересно, удалось ли обуздать высокие dV/dt с помощью экранированного корпуса? На фото плат не вижу силовых ферритовых бусин/синфазных дросселей. Как реализован ввод/вывод силовых проводников в вашем корпусе?
Полноценные испытания в лаборатории еще впереди, однако, первоначальную оценку я делал. Обуздать imho удалось — ВЧ-составляющие тока коммутации (в основном, это частоты вблизи несущей и их гармоники, и частоты, характеризующие фронты/спады) циркулируют во внутренних цепях модуля. Кроме того, предполагается, что модуль установлен на некую печатную плату, на которой возможно добавить дополнительные элементы для ЭМС. Т.е. подход соответствует общепринятому, используемому при разработке модульных DC/DC конвертеров.
Гальваническая развязка опционального ШИМ-входа (его можно выбрать с помощью подачи соответствующей команды) выполнена на широкополосном трансформаторе, так как существующие модели интегральных гальванических развязок (ADuM12x и прочие) могут вносить заметные временные искажения управляющих импульсов.

Propagation delay ADuM12x — до 270 нс. Почему нельзя взять, скажем, ADuM220N, у которого propagation delay 15 нс?
Потому что 15нс это слишком много в данном случае. К тому же, широкополосный трансформатор стоит 1$

А как защитить этот широкополосный трансформатор от насыщения? Например, если подадут сигнал с заполнением 90%
Модулятор-демодулятор городить?

Был выбран такой трансформатор и такой режим работы (включая дифференциальный приемник на вторичной обмотке), что данное решение вполне себе работает, с учетом некоторых ограничений по нижней граничной частоте следования импульсов (около 50 кГц). Т.е. на грани насыщения. А если он по какой-либо причине насытится, сработает защита в ПЛИС.
Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.