Transphorm發佈兩款應用於兩輪和三輪電動車電池充電器的參考設計
前言：
新設計工具有助於加速兩輪電動車市場的產品設計，並幫助系統工程師充分利用SuperGaN FET的優勢
2023年12月21日--全球領先的氮化鎵（GaN）功率半導體供應商 Transphorm, Inc.（納斯達克股票代碼TGAN）宣佈推出兩款面向電動車充電應用的全新參考設計。300W和600W恒流/恒壓（CC/CV）電池充電器採用 Transphorm 的70毫歐和150毫歐 SuperGaN® 器件，以極具競爭力的成本實現高效的 AC-DC 功率轉換和高功率密度。這兩款參考設計旨在幫助兩輪和三輪電動車充電器快速實現量產。
據悉，印度和中國的兩輪和三輪電動車年銷量分別超過 1,400 萬輛和 4,500 萬輛。另外，這兩款參考設計還可用于各種其它應用，包括快充、LED可調光驅動器、遊戲機和高性能筆記型電腦。
Transphorm 全球銷售和FAE副總裁 Tushar Dhayagude 表示：“氮化鎵應用正在電動車市場迅速普及。這主要是因為相比碳化矽或矽等替代選擇方案，氮化鎵技術能夠以具成本效益的高良率製造工藝實現高功率密度。特別值得一提的是，Transphorm的 SuperGaN 器件得到了兩輪和三輪車製造商的廣泛關注和認可，因為與矽解決方案相比，我們的方案除了具備上述優點之外，還擁有系統和器件級的成本優勢。我們很高興能夠基於客戶持續的設計要求推出相應參考設計，幫助內置或外置充電器製造商加速推出基於氮化鎵的系統，提升新一代車輛的性能和可用性。”
什麼是 CC/CV？
恒流/恒壓（CC/CV）鋰離子電池充電方式，是在充電初始階段採用恒流充電，在充電後期當電池達到設定的充電量時切換到恒壓充電，以防止電池過充。
開放架構 CC/CV AC-DC 電池充電器
新發佈的300 W 和 600 W 參考設計將 SuperGaN FET 與控制器配對，採用流行的功率因數校正 (PFC) 和諧振 LLC 拓撲，其中 LLC 特別針對寬電池電量範圍（從空電到滿電）的設計。利用 Transphorm 的 SuperGaN 平臺，電源系統開發人員能夠最大限度發揮PFC+LLC的性能潛力，以最具競爭力的成本實現這些拓撲所能達到的最高效率。
這兩款參考設計採用純類比控制器，而不是需要固件的數位控制器。這種配置具有幾個優點，例如更易於設計、產品開發簡化，原因如下：
• 開發資源要求降低
• 開發時間縮短
• 無需進行可能很複雜的固件程式設計/維護
注：300W 參考設計包括一個額外的 PWM 輸入埠，用於獲取低於額定輸出值的輸出電流，從而進一步提高了應對各類電池的靈活性。
主要技術規格如下：
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Reference Design 參考設計 |
TDAIO-TPH-ON-CCCV-300W-RD |
TDAIO-TPH-MPS-CCCV-600W-RD |
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VAC |
90 至 264 |
90 至 264 |
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Wattage 功率（W） |
300 |
600 |
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SuperGaN FET(s) |
TP65H070G4PS x 3 |
TP65H070G4PS x 1 TP65H150G4PS x 2 |
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Driver(s) 驅動器 |
NCP1399 LLC （安森美） |
HR1211 (MPS) |
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Peak Efficiency 峰值效率 |
95% @ 264 Vac |
94.4% @ 264 Vac
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Switching Frequency 開關頻率 |
高達 150 kHz |
高達 120 kHz |
這兩款參考設計採用的是Transphorm 的 SuperGaN FET器件，SuperGaN的獨特優勢包括：
• 業界領先的穩健性：+/- 20 V 柵極閾值和 4 V 抗擾性。
• 更優的可設計性：減少器件周邊所需電路。
• 更易於驅動：SuperGaN FET能使用矽器件所常用的市售驅動器。
如何獲取參考設計
Transphorm 目前可以提供完整的 300 W 和 600 W CC/CV 電池充電器參考設計。請訪問以下連結，下載技術文檔、設計檔、固件和物料清單：
• TDAIO-TPH-ON-CCCV-300W-RD: https://www.transphormusa.com/en/reference-design/tdaio-tph-on-cccv-300w-rd/
• TDAIO-TPH-MPS-CCCV-600W-RD: https://www.transphormusa.com/en/reference-design/tdaio-tph-mps-cccv-600w-rd/
為確保上述電池充電器的設計準確性，請電源系統開發人員參閱以下設計指南：
• 帶 LLC輸出的電源適配器的恒流/恒壓 (CC/CV) 應用： https://www.transphormusa.com/en/document/design-guide-design-guide-11-constant-current-constant-voltage-application-for-llc/
如需瞭解設計工具中的 SuperGaN 器件的更多資訊，請訪問以下連結：
• TP65H070G4PS
650 V, 72 mOhm GaN FET in a TO-220 package
• 採用 TO-220 封裝的 650 V、72 mΩ GaN FET
• TP65H150G4PS
650 V, 150 mOhm GaN FET in a TO-220 package
• 採用 TO-220 封裝的 650 V、150 mΩ GaN FET
關於Transphorm
Transphorm, Inc.是氮化鎵革命的全球領導者，致力於設計、製造和銷售用於高壓電源轉換應用的高性能、高可靠性氮化鎵半導體功率器件。Transphorm擁有最龐大的功率氮化鎵智慧財產權組合之一，持有或取得授權的專利超過1,000多項，在業界率先生產經JEDEC和AEC-Q101認證的高壓氮化鎵半導體器件。得益於垂直整合的業務模式，公司能夠在產品和技術開發的每一個階段進行創新：設計、製造、器件和應用支援。Transphorm的創新使電力電子設備突破矽的局限性，以使效率超過99%、將功率密度提高50%以及將系統成本降低20%。Transphorm總部位於美國加州戈利塔，並在戈利塔和日本會津設有製造工廠。官網：https://transphormusa.com/ 官方微信：TransphormGaN氮化鎵
