進階電路板設計創新

低 Rsp 與低 RQ FoM 的副作用是汲極電荷對轉換損耗產生的影響。請看圖 17，您可看到在電壓過衝量固定的情況下，此降壓轉換器的關閉損耗會隨汲極電荷減少而大幅增加。有鑑於此權衡情況，除了持續發展進階 RQ FoM MOSFET 藍圖外，仍需開發新型進階閘極驅動器智慧財產 (IP)，以最快速度切換 MOSFET，同時保持在電力安全操作區內運作。關閉能源會隨汲極電荷減少而增加，以維持固定汲極至源極電壓應力。

因此 TI 最近開發了一系列閘極驅動器技術，除了可降低 RQ FoM MOSFET 外也可實現高切換速度，進而改善電荷與轉換損耗，但仍可讓 MOSFET 繼續在電力安全操作區內運作。您可從圖 18 和圖 19 的比較中看到，關閉能源損耗下降幅度可達 79%，同時仍可維持固定峰值電壓應力。如圖 19 所示，在部分設計中，此下降情形可使峰值效率點的效率增加達 4%。

除了進階閘極驅動器技術外，也可透過拓撲創新來提升功率密度。圖 20 為可提供許多重要功率密度優點的飛馳電容四級 (FC4L) 轉換器拓撲，其中包含透過低裝置額定電壓、磁性濾波器尺寸縮減和熱分配提升，實現更優異的裝置 FoM。這些優點可轉為提升功率密度，如圖 21 中所示。與使用 SiC 的其他拓撲相比，TI 解決方案透過使用此拓撲，再搭配 GaN 優點和進階封裝技術，可大幅降低體積。TI 的 FC4L GaN 解決方案提供之功率密度最為優異。