在多倫多一個飄雪的寒冷日子裡。
我們幾個人齊聚在本地一所大學位於地下的高級電力電子研究實驗室中，進行一場頭腦風暴。有點諷刺意味的是，話題始終圍繞著熱量，當然不是要生熱取暖，而是如何減少功率轉換器產生的熱量。我們已經將MOSFET和IGBT分別做到了極致，但是我們中沒有人對此感到滿意。在這個探討過程中，我們盤點了一系列在高壓環境中失敗的設備。
在那個雪花漫天飛舞的日子裡，我們聚焦於選擇新方法和拓撲，以尋求獲得更高的效率和密度，當然也要找到改進健全性的途徑。一位高級研究員幫助總結了我們面前的挑戰：“我們能實現所有這些設想。但首先，請給我完美的電源開關。”這句話裡蘊含著的半是沮喪，半是希望。
而在數年後，堪稱完美的電源開關終於問世。2018年，我們發佈了600-V 氮化鎵(GaN) FET系列產品，包括LMG3410R070、LMG3411R070和LMG3410R050，它們具有集成式驅動器和保護裝置。每件設備都能做到兆赫茲開關和提供數千瓦功率 - 這實現了前所未有的更小巧和更高效率的設計。
在正式發佈之前，TI投入大量人力物力， 累計進行了超過2000萬小時的設備可靠性測試，使得電源設計工程師可以更放心地在各種電源應用中使用氮化鎵。
圖片：TI高壓電源應用產品業務部氮化鎵功率器件產品線經理 Steve Tom先生展示氮化鎵產品
“完美電源開關”的飄然而至
TI始終引領著提倡開發和實施全面性方法，確保在嚴苛操作環境下，GaN設備也能夠可靠地運行和具有出色的使用壽命。為此，我們用傳統的矽方法製作GaN的矽基，從而利用矽的內在特性。此外，壓力測試需要包括常見於開關電源設備的硬開關工作模式，而這恰恰是傳統矽電晶體無法解決的問題。TI的測試主要集中於以下四個領域：
• 設備可靠性：符合設備的工程設計；構建設備內在的使用壽命。
• 應用健全性：在加速環境下，整合任務剖面條件，模擬真實應用情形。
• 製造：專注於生產流程優化和產能改進。
• 符合電子工程設計發展聯合協會(JEDEC)品質要求：通過提速測試設備品質和存活能力，來預見產品的低缺陷率和故障率。
2000萬小時設備可靠性測試與計量
此外，2017年是電力電子行業振奮人心的里程碑之年。 JEDEC宣佈制定完成了JC-70.1，它規範了GaN的可靠性和品質認證流程、資料資料表、參數以及測試和特性表徵方法。德州儀器公司是JC-70.1標準的創始人與積極宣導者之一，基於2000萬小時的可靠性測試，TI始終致力於幫助整個行業，進一步從我們提供的方法論、專業技術和高科技知識中獲益。
完美的電源開關不再是幾個人在冰冷地下研究室中的奢望。夢已成真。新穎的電源開關使設計人員能夠充分發揮他們的能力：讓產品達到史無前例的功率密度和效率。
其他資源
• 閱讀博文，“尺寸減半，功率翻番：氮化鎵（GaN）如何變革機器人、可再生能源和電信等眾多領域”。
• 下載這些應用說明：
高密度電源設計中的過電流保護
GaN功率級設計中的熱思考
瞭解有關TI Power的更多資訊:
TI 重磅推出《電源設計基礎》
全書內容豐富、完整，囊括了從電路元器件，電源基本電路拓撲，各種控制策略，磁元件設計，輔助電源電路，電磁雜訊處理，電源故障管理，實現高效率設計，數位功率控制以及電源結構這些涉及電源幾乎所有方方面面的完整內容。
作者簡介：
羅伯特A曼馬諾(Robert A. Mammano)
是電力電子領域的先驅,在模擬電源控制領域,擁有超過50年的經驗。他還被稱為“PWM控制器行業之父”,于1974年設計了第一個完全集成的PWM控制器IC SG1524。 曼馬諾於1957年在科羅拉多大學獲得物理學學位, 從此開始了他的職業生涯。
作者簡介：
羅伯特A曼馬諾(Robert A. Mammano)
是電力電子領域的先驅,在模擬電源控制領域,擁有超過50年的經驗。他還被稱為“PWM控制器行業之父”,于1974年設計了第一個完全集成的PWM控制器IC SG1524。 曼馬諾於1957年在科羅拉多大學獲得物理學學位, 從此開始了他的職業生涯。
