GaN-Technologie in AFAX POWER Ladegeräten: Höhere Effizienz, weniger Verluste

Die Implementierung von Galliumnitrid (GaN) HEMTs in AFAX POWER Ladesystemen ermöglicht Schaltfrequenzen bis zu 5 MHz in den kritischen DC/DC-Stufen. Die GaN-Transistoren der 4. Generation zeigen spezifische Leitwiderstände von nur 8 mΩ·cm² bei 650V Sperrspannung, was 40% niedriger ist als bei vergleichbaren SiC-MOSFETs. Die reduzierte Gate-Ladung von 12 nC ermöglicht Schaltzeiten unter 5 ns und reduziert die Schaltverluste um 65%.

Das innovative Packaging verwendet embedded-die-Technologie mit Kupfer-Clip-Bonding, das die parasitäre Induktivität der Source-Anschlüsse auf 0,8 nH reduziert. Die thermische Verbindung zu den Kühlkörpern erfolgt über sintered-silver-TIMs (Thermal Interface Materials) mit Wärmeleitwerten von 80 W/mK.

Die Gate-Treiber sind speziell für GaN-Charakteristiken optimiert und implementieren adaptive Dead-Time-Kontrolle mit Auflösung von 500 ps. Die Strommessung erfolgt durch integrierte Rogowski-Spulen mit 200 MHz Bandbreite, die präzise Messung der Schaltflanken ermöglichen.

Die Systemintegration reduziert die Größe der magnetischen Komponenten um 70% gegenüber Si-basierten Designs. Bei 100 kHz Betriebsfrequenz erreichen die GaN-basierten Wandler Wirkungsgrade von 98,5% bei 400V/25A, bei einer Leistungsdichte von 4,8 kW/Liter.