TI 高電壓 TOLL 裝置的應用領域

讓我們回顧一下 TI TOLL 裝置的幾項主要應用領域，其中您可運用整合式保護功能、整合式零電壓偵測（可減少第三象限損耗），以及可忽略的寄生耦合所造成的重疊切換損耗。

適用於數據中心和電信電源的 PSU

隨著數據中心和超大規模運算需求增加，建立高效率、功率密集電源供應單元 (PSU) 的需求將呈指數成長。即使電信領域從 4G 發展到 5G（現在是 6G），設備的電源需求也持續增加，但體積大小保持不變。

這種情況使得整合式 650V TOLL 裝置成為有力應用實例，其主要是透過 PFC 和 DC/DC 級將 AC 電源轉換為 DC 匯流排，如 圖 2 所示。我們採用 TOLL 封裝的 GaN 裝置，在我先前提到的拓撲結構中，可在 PFC 級實現超過 99% 的效率，並在 DC/DC 級達到超過 98% 的效率。

圖 2 PSU 方塊圖

太陽能微轉換器

以太陽能作為電源的趨勢越來越普遍。如 圖 3 所示，雙向 DC/DC 以及 PFC 和逆變器級都可使用整合式 GaN TOLL 裝置將太陽能面板電壓轉換為 AC 電源。由於清潔能源需求快速增加，因此必須使用業界標準裝置，運用小體積提供高效率與高功率。

TOLL GaN 裝置可透過業界標準體積與整合式功能來增加價值。由於多數感測和最佳化功能皆整合在功率級中，因此這些裝置可幫助您利用不同汲極至源極導通電阻，擴展到不同功率位準並使用不同拓撲結構，而無需為配置煩惱。

圖 3 微逆變器原理圖

TV 電源供應

大螢幕（40 吋以上）電視市場有相當大的成長潛力，同時出於美學考量，更輕更薄的螢幕也成為發展趨勢。由於螢幕越大，電源需求也隨之增加，但尺寸卻更薄，因此必須讓電視更具電源效率。AC/DC 轉換可在 PFC 和 DC/DC 級使用 TOLL 裝置。

整合式 TOLL GaN 裝置可讓您維持被動元件大小不變，並透過簡易佈線將外部電路維持在最小，以提供更薄的印刷電路板。此外，此設計將更有效率，同時保持業界標準體積。

2W、3W 和 4W 車載充電器

隨著全球努力減少尾管排放，車輛電氣化一直是新聞焦點。若要輕鬆使用隨插即用充電，就必須具備電動車車載充電器 (OBC)。由於 OBC 位於電動車底盤，因此其應具高功率密度與高效率，以佔用最小空間並減少損耗，因為沒有主動冷卻可分散損耗。

圖 4 所示為典型的 OBC 原理圖。整合式 TOLL GaN 裝置可透過整合與更高切換頻率將設計尺寸最佳化，並減少損耗（閘極驅動與切換損耗）以提升散熱效率，進而為 PFC 和 DC/DC 級提供協助。透過 TOLL GaN 裝置，也可在裝置層級啟用所有保護，有助於提升 OBC 設計的穩健性，同時保持業界標準體積。

圖 4 車載充電器

結論

未來電源設計人員將面臨的最大設計挑戰之一，是運用高密度設計，以盡可能低的損耗提供不斷增加的功率位準。整合式 TOLL GaN 裝置結合了整合式 GaN 與業界標準體積，可消除額外電路和複雜 PCB 配置的麻煩，進而提供協助。這有助於降低設計的複雜度。此外，這也將強化其他終端設備領域的設計，例如馬達驅動、工業電源供應器和家電電源，這些領域同樣重視簡易、高密度設計。

隨著 GaN FET 技術的飛躍發展，我們未來將持續投資並改善 TOLL 裝置的品質因數，協助設計人員努力在相同領域提供更高功率。

其他資源

• 查看「LMG3650R035 評估模組 EVM 使用手冊」。
• 進一步了解 LMG3650EVM-113 評估模組。
• 進一步了解我們的 GaN 技術。

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