功率GaN：高效功率转换的需求

随着社会压力不断增大，越来越多的立法要求减少二氧化碳的排放。这一趋势推动汽车、电信等行业加大投资，以提高电源转换效率和电气化水平。功率氮化镓(GaN)技术不但表现出极大的性能优势，还能为各类功率转换应用带来一系列优势，尤其是在电动汽车中。

汽车行业的电气化可能是功率 GaN 技术的最大受益者。xEV 的功率损耗会影响续航里程，而这正是电动汽车的关键问题。因此高效的功率转换对于全电动汽车 (xEV) 的成功至关重要。此外，更加高效的功率转换减少了使用昂贵冷却系统进行散热的需求，降低了车辆的重量和系统的复杂性，从而潜在地增加续航里程。除了这些方面，提高功率转换效率还可以为汽车的许多其他系统带来好处，包括：

▶ AC/DC车载充电 ▶ DC/DC功率转换 ▶ DC/AC逆变器以驱动牵引电动机

例如，将 200 kW 逆变器的效率从 95% 提高到 99%，就可以将满负载下的功率损耗从 10 kW 降低到2 kW，仅为原来的五分之一。这样一来，不但损耗可以减少 8 kW（由此提高有用的牵引功率），而且降低昂贵冷却系统的需求，还可以减少冷却能量消耗以及冷却系统的尺寸和重量。这样就能实现更长的行驶里程，或是使用更小的电池达到相同的里程。

功率 GaN FET 克服了现有技术的许多限制，例如基于 Si 的绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 和 Si 超结 (SJ) 解决方案。功率 GaN 解决方案没有反向恢复损耗，并可实现非常低的开关损耗和更低的导通损耗。它们还可在高电压下提供低导通电阻(Rdson)，具有出色的开关品质因数。

△ 隔离 DC-DC（双向）

△ 使用 GaN FET 的牵引逆变器

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