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2023/02/04
納芯微全新推出集成化的Power Stage產品NSG65N15K，內部集成了高壓半橋驅動器和兩顆650V耐壓的GaN開關管，可廣泛適用于快充、儲能、服務器電源等多種GaN應用場景。
為進一步發揮GaN高頻、高速的特性優勢，納芯微同時推出了集成化的Power Stage產品NSG65N15K，內部集成了半橋驅動器NSD2621和兩顆耐壓650V、導阻電阻150mΩ的GaN開關管，工作電流可達20A。NSG65N15K內部還集成了自舉二極管，并且內置可調死區時間、欠壓保護、過溫保護功能，可以用于圖騰柱PFC、ACF和LLC等半橋或全橋拓撲。
NSG65N15K功能框圖
1. NSG65N15K用一顆器件取代驅動器和兩顆開關管組成的半橋，有效減少元件數量和布板面積。
NSG65N15K是9*9mm的QFN封裝，相比傳統分立方案的兩顆5*6mm DFN封裝的GaN開關管加上一顆4*4mm QFN封裝的高壓半橋驅動，加上外圍元件，總布板面積可以減小40%以上，從而有效提高電源的功率密度。同時，NSG65N15K的走線更方便PCB布局，有利于實現簡潔快速的方案設計。
2. NSG65N15K的合封設計有助于減小驅動和開關管之間的寄生電感，簡化系統設計并提高可靠性。
如下圖所示，傳統的分立器件方案，會引入由于PCB走線造成的柵極環路電感Lg_pcb和由于GaN內部打線造成的共源極電感Lcs。
傳統分立方案引入寄生電感
其中，柵極環路電感Lg_pcb會在柵極電壓開通或關斷過程產生振鈴，如果振鈴超出GaN的柵源電壓范圍，容易造成柵極擊穿；并且在上管開通過程中，高dv/dt產生的米勒電流會在下管的Lg_pcb上產生正向壓降，有可能造成GaN的柵極電壓大于開啟電壓，從而誤導通。而共源極電感Lcs造成的影響，主要是會限制GaN電流的di/dt，增加額外的開關損耗；此外，在GaN開通過程電流增大，由于di/dt會在Lcs上產生正向壓降，降低了GaN的實際柵極電壓，增大了開通損耗。
NSG65N15K減小雜散電感的影響
如上圖所示，NSG65N15K通過將驅動器和GaN合封在一起，消除了共源極電感Lcs，并且將柵極回路電感Lg也降到最小，避免了雜散電感的影響，可以有效地提高系統效率與可靠性。
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