GaN은 고전압 애플리케이션에서 강력한 솔루션을 제공합니다
전자 공학 분야에서 더 높은 작동 전압으로의 추세는 다양한 애플리케이션에서 효율성 및 전력 밀도의 증가 필요성에 의해 추진되는 중요한 발전입니다. 갈륨 나이트라이드(GaN) 기술은 이러한 요구를 충족하는 강력한 솔루션으로 떠오르고 있습니다.
산업 환경에서는 내부 전압 레일도 상승하는 추세입니다. 이러한 더 높은 전압은 모터 드라이브, 압축기 및 대형 HVAC 시스템과 같은 애플리케이션에서 더 높은 전력을 전달하는 데 매우 중요합니다.
신흥 경제국은 급속히 성장하는 소비자 및 산업 부문과 함께 전력망 불안정성에 직면하고 있습니다. 전압 변동 및 라인 스웰은 노후화된 인프라로 인해 악화되는 경우가 많아 전자 시스템에 심각한 위협이 됩니다.
고전압 환경에서 실리콘 장치의 문제점
모든 전력 장치는 정의된 작동 한계를 가지고 있습니다. 예를 들어, 725 V 실리콘 MOSFET은 일반적으로 650 V까지 안전하게 작동하며, 725 V까지 디레이팅됩니다. 725 V를 초과하는 전압에 장기간 노출되면 국부 가열 및 잠재적 구조적 손상을 일으키는 애벌랜치 브레이크다운이 발생할 수 있습니다. 낙뢰나 주전원 배선 오류로 인한 전압 스파이크 및 전력망 불안정으로 인한 라인 스웰은 이러한 장치를 한계 이상으로 밀어붙여 파국적인 고장을 초래할 수 있습니다.
에너지 손실 – GaN 대 실리콘
R = 도통 손실 - RDS(ON)
C = 스위칭 손실 - COSS
고전압 애플리케이션에서 PowiGaN 기술의 장점
대조적으로, PowiGaN 장치는 실리콘 장치 고유의 애벌랜치 브레이크다운 메커니즘을 나타내지 않습니다. 내부 캐스코드 구조와 높은 브레이크다운 전압(일반적으로 정격 전압의 두 배 이상)이 높은 전압 스파이크 및 장기간의 라인 스웰을 견딜 수 있게 합니다. 이러한 장치는 전압 스파이크 동안 저항이 일시적으로 증가하여 효율이 약간 감소하지만 성능에 눈에 띄는 영향을 주지 않고 빠르게 회복됩니다. 여러 스파이크 이벤트나 장기간 스웰 상황에서도 PowiGaN 장치는 열화 없이 안전하고 효과적으로 작동을 유지합니다.
PowiGaN의 미래 고전압 애플리케이션에서의 역할
Power Integrations가 최근 도입한 1250 V PowiGaN 장치는 중요한 진전을 나타냅니다. 이 장치는 1000 V의 작동 피크를 허용하며 상당한 디레이팅을 제공하여 전력망 불안정성 및 전원 장애에 대한 강력한 보호를 제공합니다. 이러한 장치는 전통적으로 실리콘 카바이드(SiC) 장치가 지배했던 영역에 침투하여 그 적용 범위를 넓히고 있습니다.
요약하면, PowiGaN 기술은 전력망 불안정성에 대해 상당한 이점을 제공하며 현재 시장에서 중요한 역할을 합니다. 이는 확장되는 소비자 시장에서 고품질, 신뢰성 높은 제품을 제공하는 것을 보장합니다. 또한 PowiGaN의 강력한 캐스코드 구조와 고전압 애플리케이션의 잠재력은 미래 전력 전자 분야에서 중요한 역할을 할 것입니다.
