德州儀器五款650V高壓半橋GaN可被批量應用在LLC大功率快充

前言

充電頭網了解到，德州儀器已推出多款覆蓋不同導阻、封裝、的高壓半橋GaN器件，為工程師在高功率密度、小體積電源設計中的器件選擇提供了更廣范圍與更深層次的靈活性。

在以往電源設計中，工程師往往需要面對驅動器、上下管功率器件、自舉電路等多種元件的獨立布局，導致外圍器件數量龐大，也增加了驅動匹配難度，進一步擠占了PCB面積。隨著氮化鎵技術的成熟，行業正朝著更高整合度的方向演進，半橋GaN 產品應運而生。通過將高低側氮化鎵、驅動器等功能封裝進同一芯片，顯著簡化了系統設計，還在效率、開關速度、功率密度乃至EMI控制方面展現出優勢，使其在開關電源、USB-PD快充、光伏逆變器、車載電源等高性能場景中快速普及。

本文將對德州儀器的650V半橋GaN芯片進行梳理，為各位讀者朋友參考。

德州儀器高壓半橋GaN

充電頭網了解到，目前德州儀器推出上述多款650V高壓半橋氮化鎵，導阻覆蓋95~248mΩ，封裝提供QFN封裝。

德州儀器LMG2610

LMG2610是一款 650V GaN 功率 FET 半橋，適用于開關模式電源應用中 < 75W 的有源鉗位反激式 (ACF) 轉換器。LMG2610 通過在 9mm x 7mm QFN 封裝中集成半橋功率 FET、柵極驅動器、自舉二極管和高側柵極驅動電平轉換器，簡化了設計、減少了元件數量并減小了布板空間。

非對稱GaN FET電阻針對 ACF 工作條件進行了優化。可編程導通壓擺率可提供 EMI 和振鈴控制。與傳統的電流檢測電阻相比，低側電流檢測仿真可降低功耗，并允許將低側散熱焊盤連接到冷卻 PCB 電源接地。

高側柵極驅動信號電平轉換器消除了外部解決方案中出現的噪聲和突發模式功率耗散問題。智能開關 GaN 自舉 FET 沒有二極管正向壓降，可避免高側電源過充，并且反向恢復電荷為零。

LMG2610 具有低靜態電流和快速啟動時間，支持轉換器輕負載效率要求和突發模式運行。保護特性包括 FET 導通互鎖、欠壓鎖定 (UVLO)、逐周期電流限制和過熱關斷。

德州儀器LMG2640

LMG2640 是一款 650V GaN功率FET半橋，適用于開關模式電源應用中。LMG2640通過在 9mm x 7mm QFN封裝中集成半橋功率 FET、柵極驅動器、自舉二極管和高側柵極驅動電平轉換器，可簡化設計、減少元件數量并縮減布板空間。

與傳統的電流檢測電阻相比，低側電流檢測仿真可降低功耗，并允許將低側散熱焊盤連接到 PCB 電源地進行冷卻。高側柵極驅動信號電平轉換器消除了外部解決方案中出現的噪聲和突發模式功率耗散問題。智能開關 GaN 自舉 FET 沒有二極管正向壓降，可避免高側電源過充，并且反向恢復電荷為零。

LMG2640 具有低靜態電流和快速啟動時間，支持轉換器輕負載效率要求和突發模式運行。保護特性包括FET 導通互鎖、欠壓鎖定 (UVLO)、逐周期電流限制和過熱關斷。

德州儀器LMG2650

LMG2650 是一款 650V、95mΩ 氮化鎵（GaN）功率 FET 半橋器件。它通過在 6mm × 8mm QFN 封裝內集成半橋功率 FET、柵極驅動器、自舉二極管和高側柵極驅動電平移位器，簡化了設計，減少了元件數量，并節省了電路板空間。

器件支持 可編程的上升沿開啟速率，用于 抑制 EMI 和振鈴。低側電流檢測仿真功能相比傳統電流檢測電阻能夠降低功耗，并允許低側熱焊盤直接連接到散熱 PCB 電源地。

高側GaN 功率 FET 可通過 低側參考柵極驅動引腳 (INH) 或 高側參考柵極驅動引腳 (GDH) 控制。高側柵極驅動電平移位器能夠在嚴苛的功率開關環境下，可靠地將 INH 引腳信號傳輸至高側柵極驅動器。

德州儀器LMG2652

LMG2652 是一款650V 140mΩ GaN 功率 FET 半橋。LMG2652 通過在 6mm x 8mm QFN 封裝中集成半橋功率 FET、柵極驅動器、自舉二極管和高側柵極驅動電平轉換器，可簡化設計、減少元件數量并縮減布板空間。

與傳統的電流檢測電阻相比，低側電流檢測仿真可降低功耗，并允許將低側散熱焊盤連接到 PCB 電源地進行冷卻。

高側GaN功率FET可通過低側參考柵極驅動引腳(INH) 或高側參考柵極驅動引腳 (GDH) 進行控制。在具有挑戰性的電源開關環境中，高側柵極驅動信號電平轉換器能夠可靠地將 INH 引腳信號傳輸到高側柵極驅動器。智能開關 GaN 自舉 FET 沒有二極管正向壓降，可避免高側電源過充，并且反向恢復電荷為零。

LMG2652 具有低靜態電流和快速啟動時間，可滿足轉換器輕負載效率要求，并實現突發模式運行。保護特性包括 FET 導通互鎖、欠壓鎖定 (UVLO)、逐周期電流限制和過熱關斷。

德州儀器LMG2656

LMG2656是一款650V 230mΩ GaN 功率 FET 半橋。LMG2656 通過在 6mm x 8mm QFN 封裝中集成半橋功率 FET、柵極驅動器、自舉 FET 和高側柵極驅動電平轉換器，可簡化設計、減少元件數量并縮減布板空間。

可編程導通壓擺率可實現 EMI 和振鈴控制。與傳統的電流檢測電阻相比，低側電流檢測仿真可降低功耗，并允許將低側散熱焊盤連接到 PCB 電源地。高側 GaN 功率 FET 可通過低側參考柵極驅動引腳(INH) 或高側參考柵極驅動引腳 (GDH) 進行控制。在具有挑戰性的電源開關環境中，高側柵極驅動信號電平轉換器能夠可靠地將 INH 引腳信號傳輸到高側柵極驅動器。

智能開關 GaN 自舉 FET 沒有二極管正向壓降，可避免高側電源過充，并且反向恢復電荷為零。

LMG2656 具有低靜態電流和快速啟動時間，可滿足轉換器輕負載效率要求，并實現突發模式運行。保護特性包括 FET 導通互鎖、欠壓鎖定 (UVLO)、逐周期電流限制和過熱關斷。超低壓擺率設置支持電機驅動應用。

充電頭網總結

文中提及的德州儀器半橋氮化鎵芯片覆蓋650V高壓段電源設計需求，芯片集成上下管和驅動器，可大幅精簡電源系統，工程師可根據產品實際設計需求，選擇對應型號，以達成性能與成本的平衡點。

綜合來看，半橋氮化鎵芯片已經成為業界重點發力的方向之一。通過將功率器件與驅動電路深度集成，它們在降低設計復雜度、提升系統性能、提升功率密度展現出強大潛力。無論是在PD快充和DC適配器等消費級市場，還是在車載OBC、儲能、光伏逆變等應用中，高壓半橋GaN方案都加速滲透高功率電源領域。