remplacer les commutateurs FET classiques montés dos à dos par un seul dispositif à faibles pertes, à commutation rapide et facile à contrôler.
Topologie à un seul étage : efficacité accrue et réduction du nombre de composants.
Les convertisseurs de puissance actuels utilisent des commutateurs unidirectionnels en silicium ou en carbure de silicium (SiC), qui ne bloquent le courant que dans un seul sens à l’état bloqué. Il
est donc nécessaire de diviser la conversion en plusieurs étages comportant plusieurs circuits de commutation. Par exemple, un micro-onduleur solaire classique utilise un pont complet de quatre commutateurs pour la conversion CC-CC, suivi d’un second étage pour générer le courant alternatif. Même dans les conceptions modernes à un seul étage, les commutateurs sont montés en série, ce qui quadruple le nombre de composants et réduit l’efficacité.
La technologie GaN bidirectionnelle révolutionne ce paradigme. En intégrant la commutation bidirectionnelle dans un seul composant, la conversion s'effectue en une seule étape avec un nombre réduit de commutateurs. Dans un micro-onduleur solaire classique, deux dispositifs SuperGaN® bidirectionnels Renesas suffisent, éliminant ainsi les condensateurs intermédiaires et divisant par deux le nombre de commutateurs.
De plus, le GaN permet une commutation rapide et une faible charge stockée, autorisant des fréquences plus élevées et une densité de puissance accrue. Dans des applications concrètes, cette architecture a démontré des rendements supérieurs à 97,5 %.
Hautes performances et compatibilité avec les pilotes en silicium.
Les dispositifs SuperGaN 650 V de Renesas reposent sur une technologie propriétaire, robuste et facile à contrôler, normalement bloquée. Le TP65B110HRU associe une puce GaN bidirectionnelle haute tension à deux MOSFETs en silicium basse tension, offrant :
une tension de seuil élevée (3 V)
et une large marge de grille (±20 V).
Diodes internes pour une conduction inverse efficace.
Contrairement aux autres solutions GaN (à enrichissement), ce composant est compatible avec les pilotes standard sans nécessiter de polarisation négative, simplifiant ainsi la conception et réduisant les coûts.
Il offre également une immunité élevée aux variations de tension (dv/dt > 100 V/ns), une commutation rapide et stable, et d'excellentes performances en commutation douce et dure. Ceci le rend idéal pour les topologies exigeantes telles que les redresseurs de type Vienne.
Selon Rohan Samsi, vice-président de la division GaN de Renesas, cette innovation permet aux clients d'obtenir une plus grande efficacité, de réduire le nombre de composants, de minimiser la taille des circuits imprimés et de diminuer les coûts du système.
Caractéristiques principales du TP65B110HRU :
tension nominale continue de ±650 V (CA et CC),
tension transitoire de ±800 V
, protection ESD de 2 kV,
typique de 110 mΩ (RSS, ON),
seuil de grille de 3 V,
aucune tension négative requise,
tension Vgs maximale de ±20 V,
dv/dt de 100 V/ns
, faible chute de tension à vide (1,8 V),
boîtier TOLT avec dissipation thermique supérieure
Disponibilité :
Le TP65B110HRU est désormais disponible en production. Les clients peuvent également se procurer le kit d’évaluation RTDACHB0000RS-MS-1 pour effectuer des tests avec différentes configurations de commande et de commutation douce (ZVS).
