Transistors à effet de champ au nitrure de gallium dédiés à l’automobile avec gestion active de la puissance
Développés à partir des matériaux en nitrure de gallium et des capacités de traitement propriétaires de TI, sur un substrat en nitrure de gallium sur silicium (GaN-on-Si), ces nouveaux transistors sont plus avantageux que les solutions sur des substrats comparables (par exemple le carbure de silicium, ou SiC) en termes de coût et d’approvisionnement.
L’électrification métamorphose l’industrie automobile. De plus en plus de consommateurs réclament une capacité de charge plus rapide et une plus grande autonomie. Pour les ingénieurs, le défi consiste donc à concevoir des systèmes compacts, légers, sans compromis sur les performances des véhicules. Les nouveaux transistors FET en nitrure de gallium (GaN) de TI dédiés à l’automobile participent à réduire jusqu’à 50 % la taille des chargeurs embarqués et des convertisseurs CC/CC des véhicules électriques par rapport aux solutions en silicium (Si) ou en carbure de silicium (SiC) existantes, permettant ainsi d’améliorer l’autonomie de la batterie, de renforcer la fiabilité des systèmes et de diminuer les coûts de conception. En matière de systèmes industriels, ces nouveaux composants garantissent une efficacité et une densité de puissance élevées sur les applications d’alimentation CA/CC, pour lesquelles il importe de limiter les pertes et la place occupée sur le circuit imprimé. Sont concernés, notamment, les plateformes numériques hyperscale ou d’entreprise, ou encore les redresseurs des réseaux de télécommunication 5G.
« Par nature, les technologies de semiconducteurs à large bande interdite, comme le nitrure de gallium, garantissent des performances solidement établies en électronique de puissance, tout particulièrement pour les systèmes haute tension » indique Asif Anwar, directeur du département Groupe motopropulseur, caisse, châssis et sécurité chez Strategy Analytics. « Texas Instruments s’appuie sur plus d’une décennie d’investissements et de travaux de développement pour proposer une approche globale unique, qui combine la production et la mise en boîtier en interne de composants en nitrure de gallium sur silicium (GaN-on-Si), et un pilote en silicium optimisé destiné à réussir l’intégration de la technologie GaN à de nouvelles applications. »
« Les applications industrielles et automobiles réclament de plus en plus de puissance dans un espace de plus en plus réduit, et les ingénieurs doivent proposer des systèmes de gestion de l’alimentation éprouvés, capables de fonctionner de manière fiable sur toute la durée de vie de l’équipement final – qui est longue » explique Steve Lambouses, vice-président chargé de l’alimentation haute tension chez TI. « Grâce à ses performances étayées par plus de 40 millions d’heures de fonctionnement sur différents appareils et plus de 5 GWh de conversion de puissance dans le cadre de tests d’applications, la technologie au nitrure de gallium de TI offre la fiabilité de fonctionnement à long terme dont les ingénieurs ont besoin, quel que soit leur secteur. »
Doubler la puissance volumique avec moins de composants
Sur les applications haute tension et haute densité, optimiser le gain de place sur le circuit imprimé est un facteur de conception important. À mesure que les systèmes électroniques se miniaturisent, leurs composants doivent également devenir plus petits et se rapprocher les uns des autres. Le nouveau transistor FET en nitrure de gallium de TI intègre un pilote à commutation rapide ainsi que des fonctions de protection interne et de détection de température, permettant aux ingénieurs de proposer des systèmes de gestion de l’alimentation ultra performants tout en réduisant la place qu’ils occupent sur les circuits imprimés. Grâce à ce pilote, ainsi qu’à la puissance volumique élevée de la technologie au nitrure de gallium de TI, ils peuvent éliminer plus de 10 composants généralement nécessaires sur les solutions de base. De plus, chacun de ces nouveaux transistors FET 30 mΩ peut gérer une conversion de puissance maximale de 4 kW dans une configuration en demi-pont.
www.ti.com/LMG3525R030-Q1-pr-eu
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