EO_Power_31

EO POWER - MAGGIO 2023 XVIII tenza GaN presenta perdite di commutazione molto basse, consentendo frequenze di commutazione PWM più elevate con un’efficienza di picco fino al 98,5% a 100 kHz PWM. Tecnologia e dispositivi Tra le aziende che utilizzano dispositivi di potenza basati su GaN per sviluppare soluzioni per la mobilità elettrica c’è FTEX . L’azienda canadese, con sede a Montreal, ha combi- nato trasmissioni ad altissima efficienza basate su GaN con sistemi di trasmissione a stato solido definiti dal software, sviluppando sistemi di controllo del motore di precisione che migliorano le prestazioni del veicolo, estendono l’au- tonomia e migliorano l’esperienza del conducente. Parten- do da applicazioni che coinvolgono piccoli veicoli elettrici, FTEX mira a servire una gamma di sistemi da 3 kW, 5 kW, 10 kW e 20 kW. La tecnologia sviluppata da FTEX, che inizialmente com- prende convertitori di potenza e inverter, è stata impiegata su veicoli elettrici leggeri per la mobilità personale, il loro punto di ingresso nel mercato. Secondo la roadmap già pia- nificata, l’azienda passerà molto presto a veicoli a tensione e potenza più elevate (come ciclomotori emotocicli elettrici ad alta potenza) e, successivamente, al mercato automobi- listico. L’EPC2152 di EPC, ad esempio, è un driver e uno stadio di potenza a mezzo ponte di FET eGaN in un unico package, basato sulla tecnologia brevettata GaN IC dell’azienda. Un chip monolitico contiene l’interfaccia logica di ingresso, il level shifting, la carica di bootstrap e i circuiti di buffer gate-drive, oltre ai FET di uscita eGaN configurati come half-bridge. L’elevata integrazione consente di ottenere una soluzione di 3,85 × 2,59 × 0,63mm in un fattore di forma LGA su scala chip. Un altro esempio è il transistor di potenza GS-065-004- 1-L enhancement-mode GaN-on-silicon di GaN Systems. Le proprietà del GaN consentono di ottenere una corrente elevata e un’alta frequenza di commutazione. GaN Systems ha implementato il suo layout di cella brevettato Island Te- chnology per ottenere ottime prestazioni e resa del die ad alta corrente. L’NV6113 di Navitas Semiconductor integra un HEMT GaN potenziato da 300 mΩ e 650 V, un gate driver e la logica as- sociata, il tutto in un QFN da 5 × 6 mm. L’NV6113 può sop- portare uno slew rate di 200 V/ns e funziona fino a 2 MHz. Ottimizzato per topologie ad alta frequenza e soft-swi- tching, il dispositivo crea un blocco di potenza ad alte pre- stazioni “digital-in, power-out” di facile utilizzo. I motori elettrici sono presenti in quasi tutti gli aspetti della civiltà moderna, dalle apparecchiature elettriche che uti- lizziamo nelle nostre case e cucine alle automobili che gui- diamo (compresi i veicoli a benzina, ibridi e completamente elettrici) e alle fabbriche che producono i nostri smartpho- ne. Sebbene alcuni motori siano piuttosto semplici e altri estremamente complicati, hanno tutti una cosa in comune: devono essere controllati. Altre applicazioni motoristiche, come quelle presenti negli attuali impianti industriali, richiedono un controllo com- plesso del motore per garantire attività di controllo del mo- tore altamente precise e ad alta velocità. I tradizionali MO- SFET al silicio e gli inverter a bassa frequenza PWM sono in fase di abbandono nelle applicazioni dei motori alimentati a corrente continua e a batteria, a favore di inverter ad alta frequenza basati su GaN. I vantaggi includono unamaggio- re efficienza del sistema e l’eliminazione di grandi compo- nenti passivi, in particolare condensatori elettrolitici e un induttore di ingresso. Fig. 3 – NV6113 di Navitas Semiconductor (Fonte: Navitas Semiconductor) Power