전력 관리 전력계 질화 갈륨(GaN) 전력계

LMG5200

활성

80V GaN 하프 브리지 전력계

제품 상세 정보

VDS (max) (V) 80 RDS(on) (mΩ) 15 ID (max) (A) 10 Features Half-bridge Rating Catalog Operating temperature range (°C) -40 to 125
VDS (max) (V) 80 RDS(on) (mΩ) 15 ID (max) (A) 10 Features Half-bridge Rating Catalog Operating temperature range (°C) -40 to 125
QFM (MOF) 9 48 mm² 8 x 6
  • Integrated 15-mΩ GaN FETs and Driver
  • 80-V Continuous, 100-V Pulsed Voltage Rating
  • Package Optimized for Easy PCB Layout, Eliminating Need for Underfill, Creepage, and Clearance Requirements
  • Very Low Common Source Inductance to Ensure High Slew Rate Switching Without Causing Excessive Ringing in Hard-Switched Topologies
  • Ideal for Isolated and Non-Isolated Applications
  • Gate Driver Capable of Up to 10 MHz Switching
  • Internal Bootstrap Supply Voltage Clamping to Prevent GaN FET Overdrive
  • Supply Rail Undervoltage Lockout Protection
  • Excellent Propagation Delay (29.5 ns Typical) and Matching (2 ns Typical)
  • Low Power Consumption
  • Integrated 15-mΩ GaN FETs and Driver
  • 80-V Continuous, 100-V Pulsed Voltage Rating
  • Package Optimized for Easy PCB Layout, Eliminating Need for Underfill, Creepage, and Clearance Requirements
  • Very Low Common Source Inductance to Ensure High Slew Rate Switching Without Causing Excessive Ringing in Hard-Switched Topologies
  • Ideal for Isolated and Non-Isolated Applications
  • Gate Driver Capable of Up to 10 MHz Switching
  • Internal Bootstrap Supply Voltage Clamping to Prevent GaN FET Overdrive
  • Supply Rail Undervoltage Lockout Protection
  • Excellent Propagation Delay (29.5 ns Typical) and Matching (2 ns Typical)
  • Low Power Consumption

The LMG5200 device, an 80-V, 10-A driver plus GaN half-bridge power stage, provides an integrated power stage solution using enhancement-mode Gallium Nitride (GaN) FETs. The device consists of two 80-V GaN FETs driven by one high-frequency GaN FET driver in a half-bridge configuration.

GaN FETs provide significant advantages for power conversion as they have near zero reverse recovery and very small input capacitance CISS. All the devices are mounted on a completely bond-wire free package platform with minimized package parasitic elements. The LMG5200 device is available in a 6 mm × 8 mm × 2 mm lead-free package and can be easily mounted on PCBs.

The TTL logic compatible inputs can withstand input voltages up to 12 V regardless of the VCC voltage. The proprietary bootstrap voltage clamping technique ensures the gate voltages of the enhancement mode GaN FETs are within a safe operating range.

The device extends advantages of discrete GaN FETs by offering a more user-friendly interface. It is an ideal solution for applications requiring high-frequency, high-efficiency operation in a small form factor. When used with the TPS53632G controller, the LMG5200 enables direct conversion from 48-V to point-of-load voltages (0.5-1.5 V).

The LMG5200 device, an 80-V, 10-A driver plus GaN half-bridge power stage, provides an integrated power stage solution using enhancement-mode Gallium Nitride (GaN) FETs. The device consists of two 80-V GaN FETs driven by one high-frequency GaN FET driver in a half-bridge configuration.

GaN FETs provide significant advantages for power conversion as they have near zero reverse recovery and very small input capacitance CISS. All the devices are mounted on a completely bond-wire free package platform with minimized package parasitic elements. The LMG5200 device is available in a 6 mm × 8 mm × 2 mm lead-free package and can be easily mounted on PCBs.

The TTL logic compatible inputs can withstand input voltages up to 12 V regardless of the VCC voltage. The proprietary bootstrap voltage clamping technique ensures the gate voltages of the enhancement mode GaN FETs are within a safe operating range.

The device extends advantages of discrete GaN FETs by offering a more user-friendly interface. It is an ideal solution for applications requiring high-frequency, high-efficiency operation in a small form factor. When used with the TPS53632G controller, the LMG5200 enables direct conversion from 48-V to point-of-load voltages (0.5-1.5 V).

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설계 및 개발

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평가 보드

LMG5200EVM-02 — LMG5200 GaN 전력계 평가 모듈

80V 10A 전력계 EVM - LMG5200 EVM 보드는 외부 PWM 신호를 위한 사용이 간편한 소형 전력계입니다. 이 EVM은 여러 다양한 DC-DC 컨버터 토폴로지에서 LMG5200 전력계의 성능을 평가하는 데 적합합니다. 효율성 측정을 위해 LMG5200의 성능을 추정하는 데 사용할 수 있습니다. 이 모듈은 최대 10A의 전류를 공급할 수 있으나, 온도가 초과되지 않도록 하려면 적절한 열 관리(강제 송풍, 저주파수에서 구동 등)를 실시해야 합니다. 이 EVM은 개방형 루프 보드이기 때문에 과도 측정에는 적합하지 않습니다.
사용 설명서: PDF
TI.com에서 구매 불가
평가 보드

LMG5200POLEVM-10 — LMG5200 GaN 48V~1V PoL(Point of Load) 평가 모듈

LMG5200POLEVM-10 EVM은 48V~1V 애플리케이션에서 LMG5200 GaN 전력 단계와 TPS53632G 하프 브리지 POL(Point-of-Load) 컨트롤러를 평가하도록 설계되었습니다.  이 EVM은 전류 더블러 정류기가 있는 단일 단계 하드 스위치 하프 브리지로 48V~1V 컨버터를 구현합니다.  이 EVM은 36V~75V의 입력 전압과 최대 50A의 출력 전류를 지원합니다. 이 토폴로지는 높은 스텝다운 비율을 효율적으로 지원하면서 상당한 출력 전류와 제어 기능을 제공합니다.

사용 설명서: PDF
TI.com에서 구매 불가
도터 카드

BOOSTXL-3PHGANINV — 션트 기반 인라인 모터 위상 전류 감지를 지원하는 48V 3상 인버터 평가 모듈

BOOSTXL-3PHGANINV EVM(평가 모듈)은 서보 드라이브와 같은 정밀 드라이브의 정확한 제어를 위한 정밀 인라인 션트 기반 위상 전류 센싱 기능을 갖춘 48V/10A 3상 GaN 인버터를 구현합니다.
 

MathWorks MATLAB & Simulink 예시 모델에는 다음이 포함됩니다.

사용 설명서: PDF
TI.com에서 구매 불가
시뮬레이션 모델

LMG5200 PSpice Transient Model (Rev. A)

SNVM711A.ZIP (52 KB) - PSpice Model
시뮬레이션 모델

LMG5200 PSpice Transient Model (Rev. C)

SNVM711C.ZIP (54 KB) - PSpice Model
시뮬레이션 모델

LMG5200 TINA-TI Transient Reference Design (Rev. C)

SNOM478C.TSC (58 KB) - TINA-TI Reference Design
시뮬레이션 모델

LMG5200 TINA-TI Transient Spice Model

SNOM477.ZIP (23 KB) - TINA-TI Spice Model
시뮬레이션 모델

LMG5200 Unencrypted Spice Transient Model

SNOJ012.ZIP (3 KB) - Spice Model
계산 툴

LMGXX-GAN-LLC-CALC GaN LLC resonant converter device loss calculator

Device Loss Calculator can be used to evaluate different devices for different topologies of the LLC Resonant Converter
지원되는 제품 및 하드웨어

지원되는 제품 및 하드웨어

제품
질화 갈륨(GaN) 전력계
LMG2100R026 100V 2.6mΩ 하프 브리지 질화 갈륨(GaN) 전력계 LMG2100R044 100V 4.4mΩ 하프 브리지 GaN FET와 통합 드라이버 및 보호 LMG2610 통합 드라이버, 보호 및 전류 감지 기능이 있는 ACF용 650V 170/248mΩ GaN 하프 브리지 LMG2640 일체형 드라이버, 보호 및 전류 감지 기능이 있는 650V 105mΩ GaN 하프 브리지 LMG2650 일체형 드라이버, 보호 및 전류 감지 기능이 있는 650V 95mΩ GaN 하프 브리지 LMG2652 일체형 드라이버, 보호 및 전류 감지 기능이 있는 650V 140mΩ GaN 하프 브리지 LMG2656 일체형 드라이버, 보호 및 전류 감지 기능이 있는 650V 230mΩ GaN 하프 브리지 LMG3410R050 600V 50mΩ GaN과 통합 드라이버 및 보호 LMG3410R070 600V 70mΩ GaN과 통합 드라이버 및 보호 LMG3410R150 600V 150mΩ GaN과 통합 드라이버 및 과전류 보호 LMG3411R050 600V 50mΩ GaN과 통합 드라이버 및 사이클 단위 과전류 보호 LMG3411R070 600V 70mΩ GaN과 통합 드라이버 및 사이클 단위 과전류 보호 LMG3411R150 600V 150mΩ GaN과 통합 드라이버 및 사이클별 과전류 보호 LMG3422R030 통합 드라이버, 보호 및 온도 보고 기능이 있는 600V 30mΩ GaN FET LMG3422R050 통합 드라이버, 보호 및 온도 보고 기능이 있는 600V 50mΩ GaN FET LMG3425R030 통합 드라이버, 보호, 온도 보고, 이상적인 다이오드 모드 기능이 있는 600V 30mΩ GaN FET LMG3425R050 통합 드라이버, 보호, 온도 보고, 이상적인 다이오드 모드 기능이 있는 600V 50mΩ GaN FET LMG3426R030 일체형 드라이버, 보호 및 제로 전압 감지를 지원하는 600V 30mΩ GaN FET LMG3426R050 일체형 드라이버, 보호 및 제로 전압 감지를 지원하는 600V 50mΩ GaN FET LMG3427R030 일체형 드라이버, 보호 및 제로 전류 감지를 지원하는 600V 30mΩ GaN FET LMG3427R050 일체형 드라이버, 보호 및 제로 전류 감지를 지원하는 600V 50mΩ GaN FET LMG3522R030 통합 드라이버, 보호 및 온도 보고 기능이 있는 650V 30mΩ GaN FET LMG3522R030-Q1 통합 드라이버, 보호 및 온도 보고 기능이 있는 오토모티브 650V 30mΩ GaN FET LMG3522R050 통합 드라이버, 보호 및 온도 보고 기능이 있는 650V 50mΩ GaN FET LMG3526R030 일체형 드라이버, 보호 및 제로 전압 감지 기능이 있는 650V 30mΩ GaN FET LMG3526R050 일체형 드라이버, 보호 및 제로 전압 감지 보고 기능이 있는 650V 50mΩ GaN FET LMG3527R030 일체형 드라이버, 보호 및 제로 전류 감지를 지원하는 650V 30mΩ GaN FET LMG5200 80V GaN 하프 브리지 전력계
PCB 레이아웃

LMG5200POLEVM PCB Design File

SNOR024.ZIP (1553 KB)
회로도

LMG5200 Power Stage Design Files

SNOR011.ZIP (4042 KB)
레퍼런스 디자인

TIDA-00909 — 고속 드라이브를 위한 48V/10A 고주파 PWM 3상 GaN 인버터 레퍼런스 디자인

저전압, 고속 드라이브 및/또는 낮은 인덕턴스의 브러시리스 모터는 모터의 손실과 토크 리플을 최소화하기 위해 40kHz~100kHz 범위에서 더 높은 인버터 스위칭 주파수가 필요합니다. TIDA-00909 레퍼런스 설계는 세 개의 80V/10A 하프 브리지 GaN 전원 모듈 LMG5200을 지원하는 3상 인버터를 사용하여 이를 달성하고 션트 기반 위상 전류 감지를 사용합니다. GaN(질화 갈륨) 트랜지스터는 실리콘 FET보다 훨씬 빠르게 스위칭할 수 있으며, GaN FET와 드라이버를 동일한 패키지에 통합하면 기생 인덕턴스가 (...)
Design guide: PDF
회로도: PDF
레퍼런스 디자인

TIDA-00913 — 션트 기반 인라인 모터 위상 전류 감지를 지원하는 48V 3상 인버터 레퍼런스 디자인

TIDA-00913 레퍼런스 설계는 서보 드라이브와 같은 정밀 드라이브의 정확한 제어를 위해 정밀 인라인 션트 기반 위상 전류 센싱 기능을 갖춘 48V/10A 3상 GaN 인버터를 구현합니다. 인라인 션트 기반 위상 전류 센싱의 가장 큰 문제 중 하나는 PWM 스위칭 중 높은 동상 전압 과도 현상입니다. INA240 양방향 전류 감지 증폭기는 향상된 PWM 제거 기능을 사용하여 이 문제를 극복합니다. 이 레퍼런스 설계는 전체 온도 범위에서 높은 위상 전류 정확도를 위해 1.65V 중간 전압으로 ±16.5A까지 확장된 (...)
Design guide: PDF
회로도: PDF
레퍼런스 디자인

TIDM-02006 — 고속 직렬 인터페이스(FSI)를 통한 분산 다중 축 서보 드라이브 레퍼런스 설계

이 레퍼런스 설계에서는 C2000™ 실시건 컨트롤러를 사용하는 FSI(Fast Serial Interface)의 분산형 또는 탈중앙식 다중 축 서보 드라이브 예시를 보여줍니다. 다중 축 서보 드라이브는 공장 자동화 및 로봇과 같은 다양한 애플리케이션에 사용됩니다. 이러한 시스템에서는 축당 비용, 성능 및 사용 편의성이 항상 중요한 관심사입니다. FSI는 여러 C2000 마이크로컨트롤러를 데이지 체인으로 연결할 수 있는, 저지터를 지원하는 비용 최적화되고 안정적인 고속 통신 인터페이스입니다. 이 설계에서 각 (...)
Design guide: PDF
회로도: PDF
레퍼런스 디자인

TIDM-02007 — 단일 MCU에서 빠른 전류 루프(FCL) 및 SFRA를 사용하는 듀얼 축 모터 드라이브 레퍼런스 설계

이 레퍼런스 설계는 단일 C2000 컨트롤러에 FCL(빠른 전류 루프) 및 SFRA(소프트웨어 주파수 응답 분석기) 기술을 사용하는 듀얼 축 모터 드라이브를 제공합니다. FCL은 듀얼 코어(CPU, CLA) 병렬 처리 기술을 활용하여 제어 대역폭과 위상 여유가 크게 개선되고, 피드백 샘플링과 PWM 업데이트 사이의 지연 시간을 줄이고, 높은 제어 대역폭과 최대 변조 지수를 달성하고, 드라이브의 DC 버스 활용률을 개선하고, 모터의 속도 범위를 확대합니다. 개발자는 통합된 SFRA 툴을 사용하여 애플리케이션의 주파수 응답을 (...)
Design guide: PDF
회로도: PDF
레퍼런스 디자인

PMP22089 — GaN 기술을 지원하는 하프 브리지 부하 지점 컨버터 레퍼런스 설계

이 레퍼런스 설계에서는 입력 범위를 줄이기 위해 온 보드 변압기 권선 비율을 5:1에서 3:1로 조정합니다. 이 보드는 24V~32V의 입력 전압과 최대 40A의 출력 전류에서 0.5V~1.0V 사이의 출력 전압을 지원합니다. 이 토폴로지는 높은 스텝다운 비율을 효율적으로 지원하며 뛰어난 출력 전류 및 제어 기능을 제공합니다. 기존 EVM은 LMG5200 GaN 하프 브리지 전력계와 TPS53632G 하프 브리지 PoL(Point-of-load) 컨트롤러를 평가하도록 설계되었습니다. 이 보드는 전류 더블러 정류기가 있는 단일 (...)
Test report: PDF
회로도: PDF
레퍼런스 디자인

PMP4486 — 3 출력을 지원하는 48Vin 디지털 POL 레퍼런스 디자인

이 PMP4486은 통신 및 컴퓨팅 애플리케이션을 위한 GaN 기반 레퍼런스 설계 솔루션입니다. GaN 모듈 LMG5200은 36~60V부터 29V, 12V 및 1.0V까지 입력 범위를 통해 고효율 단상 변환을 가능하게 합니다. 이 설계는 높은 통합도와 낮은 스위칭 손실을 지원하는 GaN 기반 설계의 이점을 보여줍니다. 저비용 ER18 평면 PCB 변압기가 보드에 내장되어 있습니다. 이 설계는 소형 폼 팩터(56mmX86mmX16mm)로 구현되었습니다.
Test report: PDF
회로도: PDF
레퍼런스 디자인

PMP4497 — LMG5200 48V~1V/40A 단일 스테이지 컨버터 레퍼런스 디자인

PMP4497은 FPGA, ASIC 애플리케이션과 같은 Vcore를 위한 GaN 기반 레퍼런스 설계 솔루션입니다. 높은 집적도와 낮은 스위칭 손실을 갖춘 GaN 모듈 LMG5200은 기존의 2단계 솔루션을 대체하는 48V에서 1.0V로의 고효율 단일 단계 변환을 가능하게 합니다. 이 설계는 2단계 솔루션과 비교했을 때 GaN 성능과 시스템 이점을 보여줍니다.  저비용 ER18 평면 PCB 변압기가 보드에 내장되어 있습니다. 이 설계는 소형 폼 팩터(45mm X 26mm X 11mm)로 설계되었습니다. 주파수와 부품을 (...)
Test report: PDF
회로도: PDF
패키지 CAD 기호, 풋프린트 및 3D 모델
QFM (MOF) 9 Ultra Librarian

주문 및 품질

포함된 정보:
  • RoHS
  • REACH
  • 디바이스 마킹
  • 납 마감/볼 재질
  • MSL 등급/피크 리플로우
  • MTBF/FIT 예측
  • 물질 성분
  • 인증 요약
  • 지속적인 신뢰성 모니터링
포함된 정보:
  • 팹 위치
  • 조립 위치

권장 제품에는 본 TI 제품과 관련된 매개 변수, 평가 모듈 또는 레퍼런스 디자인이 있을 수 있습니다.

지원 및 교육

TI 엔지니어의 기술 지원을 받을 수 있는 TI E2E™ 포럼

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