“芯”品发布 — 云镓半导体携GaN新品强势来袭

前言

由宽禁带半导体材料GaN形成的异质结器件具有低寄生电容和零反向恢复的优点，可推动系向高频小型化发展，在电能转换中具有无可比拟的优势。随着AI、大数据等产业的火热发展，搭载GaN功率器件的功率变换系统在提供更高转换效率的同时，还可以大幅提升系统的功率密度，降低系统成本。

目前氮化镓功率器件在消费类市场已经有一个不错的渗透率，但是在大功率场景下仍存在一些系统可靠性风险亟待解决。在大电流转换过程中，GaN驱动回路中存在的寄生电感会导致栅极驱动电压出现严重的“振铃”现象，进而导致器件误开通，影响系统可靠性。针对以上问题，近日，云镓半导体推出全系列氮化镓驱动解决方案，彻底解决GaN器件的驱动回路可靠性问题。

集成驱动方案，助力可靠电源设计

由云镓半导体自主研发的GaN功率IC，内置驱动解决方案，产品系列CGC0210x 可覆盖70-800mΩ 规格，最大工作频率可达到2 MHz，适合Flyback，Boost-PFC，Totem-pole PFC和LLC等电路拓扑，可用于20~2000W的消费及工业类电源，应用场景可以覆盖适配器、TV电源、LED驱动等消费类以及服务器电源等工业类应用。

该产品的主要特点如下：

• 宽供电电压范围VCC

目前商用的增强型GaN器件多采用pGaN栅技术，考虑长期可靠性，其驱动电压需限定在5-7V之间。为使驱动器的输出驱动电平不受供电电压影响，CGC0210x产品内部集成线性稳压器，其供电电压VCC最高可达18V，内置的稳压电路可提供稳定的6V末级供电，确保GaN器件的栅极能稳定接受幅值6V的驱动信号，大大简化了供电电路的设计。

• 宽PWM输入幅度

CGC0210x系列产品输入PWM信号幅值最高可达到18V，可以完全兼容传统的硅基功率器件的控制器，为电源工程师提供了极大的便捷。

• 独立的SGND与PGND设计

CGC0210x系列产品采用独立的SGND和PGND设计，通过将PGND和SGND分开来实现输出和输入之间的电流隔离，提升系统可靠度。

• 灵活可调dv/dt 

CGC0210x系列产品通过外部管脚可以灵活调整器件的turn-on slew rate，给电源工程师足够多的EMI调整空间。 

• 超小寄生回路

CGC0210x系列产品采用DFN6*8封装，内部集成了GaN功率器件和栅极驱动器，大大缩短了驱动回路，使得产品具有更高的应用可靠性。同时大面积的底部散热焊盘设计，更有利于在板散热。

CGC02101规格书首页如下，详情以及该系列同族产品，可在云镓官网获取。

半桥驱动方案，赋能多种应用场景

近日，云镓半导体推出了首款自主研发的GaN半桥驱动芯片CGC0200X系列，该系列产品内部集成了半桥驱动器和两颗650V GaN功率开关，是一款先进的系统级功率封装GaN IC，能支持-40℃~125℃工业工作环境。此外云镓还提供了一整套半桥驱动解决方案，系列产品CGC0200x赋能更多应用场景。该款产品可以用于Totem-pole PFC、LLC、AHB、HFB和ACF等电路拓扑，应用场景可以覆盖中大功率适配器、吹风机、两轮电动车充电等消费类产品以及服务器电源、微型逆变器等工业级应用。

产品特点

• 内置半桥驱动器及两颗650V GaN器件；

• QFN 9x9 封装，超小寄生回路；

• 零反向恢复损耗；

• 宽供电电压范围（10V ~ 18V）;

• 可编程死区时间（20ns ~ 100ns）;

• 高低侧皆搭配UVLO保护功能；

• -40℃~125℃温度工作范围；

• 简单灵活的设计。

在板调试

基于该半桥合封产品，云镓搭建了一套多脉冲硬开关测试环境，如下所示为450V/6A开关下的关键节点波形。目前该产品已经完成实验室各类板级测试和可靠性评估，欢迎感兴趣的电源从业人员联系云镓半导体。

CGC02001规格书首页如下，详情以及该系列同族产品，可在云镓官网获取。

合封方案开发样机

基于云镓自研的驱动合封类产品（单边&半桥驱动合封），云镓展示了一款140W AHB适配器样机。该样机PFC部分采用Boost-PFC电路，使用一颗单边驱动合封产品，AHB部分采用一颗半桥合封产品（上下管导通内阻为190mΩ），可以提供更宽的电压输出范围。

该展示样机主要特点如下：

• PFC采用云镓集成驱动的GaN芯片，驱动更安全；

• AHB采用云镓半桥驱动合封的GaN芯片，设计更简洁；

• 精简BOM和缩小占板面积，系统成本更低；

• 峰值效率94%；

• 功率密度最高可达1.79W/cc。

关于云镓

杭州云镓半导体科技有限公司（CloudSemi）成立于2021年，是一家专业从事氮化镓功率器件及解决方案的设计公司。核心团队具有多年功率器件量产经验，具备工艺开发、器件定制、IC设计、封装测试、可靠性和系统应用等全建制能力，可以提供定制化设计和全套解决方案服务，帮助客户实现系统竞争力。

目前，产品线已陆续发布多款消费类及工业类产品，其产品类型覆盖了100~900V电压平台，以及分立元件（30~800mΩ）、控制器合封（QR-flyback）、驱动合封（单边&半桥）和全集成GaN IC等多种产品形态，依托于自建的全套软硬件测试验证平台，确保了量产品质及新产品的快速迭代。

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