CGD представляет технологию GaN мощностью 100 кВт+ для инверторов электромобилей

Новое инновационное решение от Cambridge GaN Devices (CGD) готово изменить рынок силовых установок электромобилей, объем которого превышает 10 миллиардов долларов. Последняя разработка компании — Combo ICeGaN — объединяет интеллектуальные ICeGaN HEMT IC и IGBT в одном модуле, обеспечивая повышенную эффективность и предлагая более доступную альтернативу дорогостоящему карбиду кремния (SiC).

Традиционно инверторы электромобилей используют либо IGBT, которые доступны по цене, но неэффективны при малых нагрузках, либо SiC-устройства, отличающиеся высокой эффективностью, но высокой стоимостью. Новая концепция CGD сочетает преимущества технологий GaN и кремния, снижая затраты без ущерба для производительности. Этот прорыв позволит ускорить зарядку и увеличить запас хода. CGD уже сотрудничает с ведущими автопроизводителями и их партнерами по цепочке поставок для вывода этой технологии на рынок.

Система Combo ICeGaN использует совместимость между ICeGaN и IGBT, которые могут работать в параллельной конфигурации благодаря схожим диапазонам управляющего напряжения (примерно 0-20 В) и высокой устойчивости затвора. В этой схеме переключатели ICeGaN обеспечивают минимальные потери при проводимости и коммутации на малых токах, в то время как IGBT берут на себя работу при высоких токах, особенно в условиях полной нагрузки или скачков мощности.

Еще одно ключевое преимущество гибридного подхода — возможность использования высокой насыщенной проводимости и способности IGBT к лавинному пробою при сохранении эффективных коммутационных характеристик ICeGaN. Температурные изменения дополнительно оптимизируют динамическую работу системы: при высоких температурах компонент IGBT компенсирует возможные потери тока в ICeGaN, а при низких температурах большую нагрузку берет на себя ICeGaN. Встроенные механизмы сенсоров и защиты обеспечивают оптимальную производительность и расширенную безопасную зону эксплуатации (SOA) для обоих типов устройств.

Помимо инверторов, технология ICeGaN уже применяется в разработке DC-DC преобразователей и бортовых зарядных устройств для электромобилей. С выпуском Combo ICeGaN компания CGD расширяет преимущества GaN на сегмент высокомощных тяговых инверторов 100 кВт+. Долговечность ICeGaN и проверенная надежность IGBT в тяговых системах и электромобилях подтверждают жизнеспособность этого решения. Хотя ранее CGD демонстрировала аналогичные параллельные архитектуры с использованием ICeGaN и SiC MOSFET, новая система Combo ICeGaN, представленная в недавней публикации IEDM, является значительно более экономичным вариантом. Компания планирует представить работающие демонстрационные образцы технологии к концу года.

Комментируя важность этого достижения, ведущий представитель CGD подчеркнул взаимодополняемость ICeGaN и IGBT. ICeGaN обеспечивает высокую скорость и эффективность при малых нагрузках, а IGBT демонстрируют устойчивость при полной нагрузке, высоких температурах и скачках напряжения. Синергия этих двух технологий, обе из которых основаны на кремниевых подложках, обеспечивает преимущества в стоимости, инфраструктуре и масштабируемости производства.

CGD представит свои инновации на APEC (Applied Power Electronics Conference and Exposition) в Атланте, штат Джорджия, с 16 по 20 марта 2025 года. Посетители могут получить подробную информацию о Combo ICeGaN на стенде 2039 в Georgia World Congress Center.