氮化镓 (GaN) 是一种宽带隙半导体，与传统的硅解决方案相比，可实现更快的开关速度、更高的效率和更大的功率密度。这使得设计更小、更轻，同时提高了热性能并降低了功率损耗。TI GaN 技术为消费类电子产品、数据中心、电网和电信基础设施以及汽车电力电子等各种应用提供支持，保障高性能和可靠性。
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借助 GaN 解锁更高的功率密度和效率
随着功率需求的增加，GaN 在下一代架构中的采用持续加快。我们完全集成的 GaN 功率级将 GaN HEMT、驱动器、保护和控制功能整合到一个单芯片解决方案中，专为数据中心、服务器电源、光伏逆变器、工业系统和汽车等应用而设计。
- 实现高达 1MHz 的高开关频率，从而实现更小的磁性元件和更高的功率密度。
- 降低开关损耗以提高效率并简化偏置电路。
- 集成驱动器和保护功能以简化设计并减少环路寄生效应。
采用全 GaN 开关的 3.6kW、54V 单相交流/直流整流器参考设计
提升性能并简化电源设计
我们的交流/直流转换器产品采用集成式 GaN 技术，专为适配器、电器、服务器电源和充电器等下一代应用而设计。通过在 UCG28826 中集成高性能 GaN HEMT，这些解决方案可提供出色的功率密度、高效率和低待机功耗。
- 通过自偏置和无辅助检测简化设计并提高效率。
- 通过集成高电压启动、X 电容器放电和保护功能来降低 BoM 成本。
- 支持具有准谐振开关、突发模式运行和转换率控制的 EMC 合规性。
具有自偏置 GaN 反激式的 65W USB-C® 充电器演示
具有自偏置 GaN 反激式转换器的 USB 电力输送充电器参考设计
具有集成 GaN FET 的降压和升压转换器
这些解决方案专为更小、更轻和更高效的电源系统而设计，省去了以前在尺寸、效率和性能之间的权衡。通过利用先进的 GaN 技术，工程师可以实现比硅基设计更高的性能。
- 以更小的解决方案尺寸提供更高的功率。
- 可为要求严苛的高功率应用实现高效率。
- 通过在一个封装中集成 GaN FET、控制器、驱动器和自举电路来简化设计。
支持 GaN 的 48V–12V 2kW 四相降压转换器、1/4 砖型电源模块参考设计
3V 至 42V 同步 GaN 升压转换器参考设计
实现更高的效率、功率密度及平稳控制
我们的集成式 GaN 电机驱动器（包括先进的 GaN 智能电源模块 (IPM)）可提供 >99%的逆变器效率、改善热性能并更大限度地降低功率损耗。对于家用电器、机器人、电动自行车、无人机和电动工具等应用，我们的 GaN 驱动器可提供出色的谐波控制，从而实现更安静的运行、更平稳的性能和精确的电机控制。这降低了系统成本和能耗，并实现了满足效率要求的紧凑型设计。
- 借助集成式 GaN 半桥功率级，可将 PCB 尺寸缩小 50% 以上。
- 在高开关频率 (100kHz) 下将功率损耗降低高达 50%。
- 更大限度地减少死区时间 (<150ns) 并优化开关以降低电流失真，从而实现更好的声学性能。
具有工业通信功能的 48v 1kw 机器人关节联合电机控制参考设计
查找入门资源
借助 TI GaN 革新高压电源
借助 TI GaN 革新您的高电压系统。观看视频，了解我们的 GaN 技术如何帮助工程师缩短高电压电源转换设计的面市时间，同时降低系统成本和减少环境影响。
GaN 带来电源管理变革的三大原因
1.3kW GaN 图腾柱功率因数校正和电机逆变器参考设计
支持 GaN 的 48V–12V 2kW 四相降压转换器、1/4 砖型电源模块参考设计
此参考设计是一款基于四相降压转换器、适用于企业计算的 2kW、高密度 48V 至 12V 闭环总线转换器。该设计在 48V VIN 下可实现高于 98% 的峰值效率和 97.5% 的满载效率。此设计采用 TI 的一款高性能氮化镓 (GaN) 功率级器件 LMG3100R017。控制电路使用 UCD3138A，这是一款采用 40 引脚四方扁平无歪伸引脚 (QFN) 封装的高性能微控制器。
具有工业通信功能的 48v 1kw 机器人关节联合电机控制参考设计
该参考设计采用 TI Sitara™ MCU- AM261x 器件，用于处理基于工业以太网连接的电机驱动器。该设计使用直径为 70mm 的印刷电路板 (PCB) 来驱动人形机器人关节（48V、1kW Eyoubot 电机）。该设计展现了一种外形小巧、简化的集成式平台。该平台包括一个使用三个 DRV7167 半桥 GaN 电机驱动器功率级的高功率密度段、一个使用 AM2612 500MHz R5F 核心 MCU 和 AMC0106 功能隔离式 Δ-Σ 调制器的精确实时控制级，以及通过工业以太网进行高带宽通信。
特色应用
转变电信和服务器电源以满足未来的计算需求
使用我们的 GaN 器件设计用于存储、云和高性能计算的电信和服务器电源系统。这些器件有助于满足严苛的效率要求、支持高达 80 PLUS® 钛金标准，并实现 99% 以上的功率因数校正 (PFC) 效率。在隔离式 DC/DC 转换器中实现高于 500kHz 的开关频率，并通过集成设计减小磁性元件尺寸，同时更大限度地降低寄生损耗
变频、ZVS、5kW、基于 GaN 的两相图腾柱 PFC 参考设计
具有 16A 最大输入的 3kW、180W/in3 单相图腾柱无桥 PFC 参考设计
该参考设计演示了一种使用 C2000 F28003x 和 F28004x 微控制器控制连续导通模式图腾柱功率因数校正转换器 (PFC) 的方法。此 PFC 还可以在并网（电流控制）模式下用作逆变器。该转换器旨在支持 16ARMS 的最大输入电流和 3.6kW 的峰值功率。LMG3522 采用 GaN 器件功率级顶部冷却封装，具有集成驱动器和保护功能，可实现更高的效率、缩小低电源尺寸和降低复杂性。基于 F28004x 或 F28002x 的 C2000 (...)
采用全 GaN 开关的 3.6kW、54V 单相交流/直流整流器参考设计
以出色的效率和密度革新储能
使用 GaN 器件设计太阳能和储能系统，以实现更小、更高效的交流/直流电源转换。GaN 支持双向功率流，从而将储能系统无缝集成到光伏逆变器并减少对电网的依赖。这些解决方案提供的功率密度 (>1.2kW/L) 比传统转换器高 3 倍，通过高频 GaN 开关 (140kHz)，密度比 SiC FET 高 20%。与两级 SiC 设计相比，GaN 技术通过更小的磁性元件和更简单的拓扑降低了系统成本。
基于 GaN 且具有有线和无线通信功能的 600W 太阳能电源优化器参考设计
此参考设计是一款太阳能电源优化器，可支持高达 80V 的输入电压和 80V 的输出电压，提供高达 18A 的输出和输入电流。该设计使用可配置的四开关降压/升压转换器将电池板电流升压或降压至串电流。旁路电路使用基于智能二极管控制器的设计。
此参考设计包含电力线通信 (PLC)，还提供无线通信功能。数字控制和通信均在单个 C2000™ 微控制器 (MCU) 中实现。
以卓越的性能为日常设备供电
我们的集成式低功耗 GaN 器件，为各类日常消费类应用提供了出色的功率密度与效率优势，包括手机与笔记本适配器、电视电源模块以及 USB 墙插等产品。这些解决方案的系统效率超过 95%，可以将消费类交流/直流解决方案尺寸减小多达 50%，同时其集成电流检测功能可进一步提高效率并更大限度地减小印刷电路板尺寸。
具有集成 GaN 的通用交流输入 65W 低高度 AC/DC USB 电源输送充电器参考设计
具有自偏置 GaN 反激式转换器的 65W 双端口 USB 电力输送充电器参考设计
此参考设计是一款带自偏置氮化镓 (GaN) 反激式转换器的 65W 双端口 USB PD 快充 充电器。此设计可在 90VAC 至 264VAC 范围内提供 65W 的满额定功率，并满足效率标准和法规要求，如 DoE VI 级和 CoC V5 2 级的平均效率标准（覆盖 25%、50%、75% 和 100% 的负载），同时还可实现低待机功耗。交流/直流级反激式转换器 UCG28826 具有 VCC 自偏置功能，并通过消除辅助绕组以及相关的 VCC 整流器电路来简化电路。直流/直流级降压转换器 TPS56837HA 开关频率为 500kHz，可以进一步减小降压级尺寸，从而实现每立方厘米 (...)
借助我们的 GaN 技术，可在电动汽车中实现高功率密度
混合动力汽车 (HEV) 与纯电动汽车 (EV) 中的新一代单相交流车载充电机 (OBC) 及高低压 DC/DC 转换器正采用 GaN 功率器件以实现更高开关频率并减小磁性元件体积，相比基于硅与 SiC 的方案，可实现更出色的功率密度。这些解决方案在同等体积下提供比 SiC 更大的功率，CLLLC 的开关频率超过 500kHz、PFC 的开关频率超过 120kHz，同时实现 96.5% 的组合系统级效率，并采用集成式栅极驱动器显著简化系统级设计。
基于 GaN 的 15kW 至 30kW 双向三相加中性飞跨电容器参考设计
此参考设计提供了用于实现基于氮化镓 (GaN) 的三级三相加中性飞跨电容器功率级的设计模板。使用快速开关型功率器件可实现 125kHz 的等效开关频率，不仅减小了滤波器磁性元件的尺寸，还提高了功率级的功率密度。多级拓扑允许在高达 900V 的更高直流总线电压下使用额定电压为 650V 的功率器件。晶体管上较低的开关电压应力可降低开关损耗，从而在全功率条件下实现 98.9% 的效率。
借助我们的 GaN 器件，可在加热、通风和空调 (HVAC) 及电器的电机驱动器中实现更高的功效和更小的外形尺寸
高效的电机驱动器对于电器和 HVAC 系统至关重要，以确保其满足全球严格的能源标准，我们的 GaN 功率级和智能电源模块 (IPM) 产品系列可提供比 IGBT 和 MOSFET 更高的效率，从而有效地减小系统尺寸并降低成本。这些解决方案通过降低开关损耗来实现效率超过 99% 的电机驱动功率级，同时其小尺寸、高集成度和自然冷却功能可进一步更大限度地减小系统尺寸和减少成本，同时通过高达 60kHz 的更高开关频率和更短的死区时间来提供更好的声学性能。
250W 电机逆变器参考设计
此参考设计是一款适用于大型电器或类似应用的 250W 电机驱动器，展示了基于 GaN IPM DRV7308 的高效率且不带散热器的电机逆变器，还演示了采用 UCC28911 的低待机功耗设计。此参考设计展示了一种通过 FAST™ 软件编码器或 eSMO 实现三相 PMSM 无传感器 FOC 控制的方法。此参考设计采用模块化设计，支持 C2000™ MCU 和 MSPM0 系列微控制器子板位于同一主板上。此参考设计提供的硬件和软件已经过测试，而且可随时使用，有助于加快开发，从而缩短产品上市时间。该设计指南提供了设计详细信息和测试结果。
带自偏置 GaN 的 180VAC 至 275VAC 输入，96W - 24VAC/DC 反激参考设计
该参考设计是一款可提供 24V、1A 平均输出以及持续 4 秒提供高达 96W 功率的电源。该设计支持需要解决电机驱动或瞬时功率负载等高峰值功率问题的所有情况。集成式准谐振控制器、氮化镓 (GaN) 开关和自偏置部分可保持低待机损耗，同时提供高效率，并且无需在变压器中使用辅助绕组。简单的变压器结构降低了漏电感，并通过减少缓冲器损耗提高了效率。此外，移除辅助绕组和相关元件可降低 BOM 成本并减小 PCB 占用空间。
准谐振 GaN 反激式参考设计
本参考设计可在 195VAC 至 265VAC 输入下生成 24V 输出，负载电流为 2.5A。该设计使用自偏置氮化镓 (GaN) 反激式 UCG28826。该设计可以提供 60W 输出功率。该设计不需要辅助变压器绕组，因为此器件集成了自偏置和无辅助检测方案。满负载时该设计在 130kHz 开关频率下工作，并在中等负载或轻负载时降低开关频率，从而保持高效率。