功率GaN：高效功率转换的需求

随着社会压力不断增大，越来越多的立法要求减少二氧化碳的排放。这一趋势推动汽车、电信等行业加大投资，以提高电源转换效率和电气化水平。功率氮化镓(GaN)技术不但表现出极大的性能优势，还能为各类功率转换应用带来一系列优势，尤其是在电动汽车中。

汽车行业的电气化可能是功率GaN技术的最大受益者。xEV的功率损耗会影响续航里程，而这正是电动汽车的关键问题。因此高效的功率转换对于全电动汽车(xEV)的成功至关重要。此外，更加高效的功率转换减少了使用昂贵冷却系统进行散热的需求，降低了车辆的重量和系统的复杂性，从而潜在地增加续航里程。除了这些方面，提高功率转换效率还可以为汽车的许多其他系统带来好处，包括：

AC/DC车载充电

DC/DC功率转换

DC/AC逆变器以驱动牵引电动机

例如，将200 kW逆变器的效率从95%提高到99%，就可以将满负载下的功率损耗从10 kW降低到2 kW，仅为原来的五分之一。这样一来，不但损耗可以减少8 kW（由此提高有用的牵引功率），而且降低昂贵冷却系统的需求，还可以减少冷却能量消耗以及冷却系统的尺寸和重量。这就能实现更长的行驶里程，或是使用更小的电池达到相同的里程。

不止于效率

功率GaN FET克服了现有技术的许多限制，例如基于Si的绝缘栅双极晶体管(IGBT)和Si超结(SJ)解决方案。功率GaN解决方案没有反向恢复损耗，并可实现非常低的开关损耗和更低的导通损耗。它们还可在高电压下提供低导通电阻(Rdson)，具有出色的开关品质因数。

无论是AC/DC PFC级、DC/DC转换器还是牵引逆变器，大多数拓扑的基本构建模块都是半桥。因此，当在简单的升压转换器中将GaN FET与Si FET进行比较时，GaN FET表现出了出色的性能。

隔离DC-DC（双向）

使用GaN FET的牵引逆变器

审核编辑：郭婷