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从GaN 到 SiC, 茂睿芯控制器释放宽禁带半导体潜能

　　2025年3月28日，茂睿芯受邀参加充电头网在前海国际会议中心举办的2025(春季)亚洲充电展。茂睿芯华南区应用经理梁潮裕先生参加了同期举办的2025亚洲充电大会，并在现场带来了主题为《666：从GaN到SiC, 茂睿芯控制器释放宽禁带半导体潜能》的演讲。演讲主题中的3个6为茂睿芯即将推出的3款以6结尾新品：MK2706、MK2606S和MK1206H，此次演讲重点介绍了这3款产品的特点、优势以及实际测试效果。　　MK2706是一款集成700V/170mΩ的氮化镓功率管AC/DC产品，采用了全新GaNControlTM技术，能做到Current Sense 无采样电阻损耗，采用小环路+miller钳位的方式达成安全驱动，以及主动SR短路保护提高可靠性，并且能省去4颗个1206采样电阻，低压90V转换效率能提升0.3~0.4%，真正为客户做到省钱、省损耗、省心!　　MK2606S是截至目前为止，国内首发推出的小6pin直驱SiC的QR反激控制器，SiC本身具备高可靠性、高功率密度、高效率和耐高温的特点，MK2606能省去额外的SiC驱动器和驱动电路，具备全程QR/DCM以进一步提升转换效率、管脚抗扰加强能适用工业恶劣场景等产品优势。　　MK1206H是茂睿芯针对PD应用低电压做的一款5.1A大电流SR同步整流芯片，支持65W PD应用，助力多口充市场，可放置在输出正端或负端，支持CCM/DCM/QR、<500kHz频率、低至 3V 输出电压(自供电)，MK1206H能做到10ns极低关断延迟和4A关断电流，使得Vds应力尖峰电压能做得更低，同时具备25ns快速开通延迟进一步提升系统转换效率，适用于USB-PD快充、适配器及多口插排等应用场景。　　自2017年成立之初以来，茂睿芯始终坚持自主研发和创新驱动的开发理念，持续聚焦PD快充、工业电源等场景，打造了系列一站式解决方案的高性能模拟芯片产品，目前产品已覆盖消费电子、工业与算力及汽车电子等应用场景。

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发布时间：2025-04-03 17:35 阅读量：170 继续阅读>>

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江西萨瑞微电子SiC 和 GaN赋能AI服务器电源系统

　　01AI服务器电源的核心挑战与技术需求　　超高功率密度：单机架功率已从传统服务器的数千瓦提升至数十千瓦(如英伟达DGX-2需10kW，未来GB300芯片预计达1.4kW单芯片功耗)，要求电源方案在有限空间内实现高效能量转换。　　高频化与高效率：单个 GPU 的功耗将呈指数级增长，到 2030 年将达到约 2000 W，而 AI 服务器机架的峰值将达到惊人的 >300 kW。这些要求对数据中心机架的 AC 和 DC 配电系统进行新的架构更改，重点是减少从电网到核心的转换和配电功率损耗。为降低损耗并适配GPU/TPU的高频运算，电源转换频率逐步提升至MHz级，同时需将转换效率从传统的96%提升至98%以上，以减少散热成本与碳排放。　　高压化与稳定性：输入电压向800V DC-HVDC(高压直流)演进，输出电压则需精准降至芯片级所需的0.8V-12V，要求器件具备宽电压范围适应性与低噪声特性。　　02PSU的拓扑图及演变　　图 2(a)显示了开放计算项目 (OCP) 机架电源架构的示例图。每个电源架由三相输入供电并容纳多个 PSU;每个 PSU 由单相输入供电。机架向母线输出直流电压(例如 50 V)，母线还连接到 IT 和电池架。　　AI 趋势要求 PSU 进行功率演进，如图 2(b)所示。让我们通过实施拓扑和设备技术建议的示例来介绍这些 PSU 的每一个代。　　AI 服务器机架 PSU 的趋势和功率演进　　第一代 AI PSU 高效电能转换基石　　在第一代 AI PSU(2010-2018 年)的硅基架构框架下，实现5.5-8kW 功率、50V 输出、277V 单相输入　　当前的AI服务器PSU大多遵循ORv3-HPR标准[9]。相较于先前的ORv3 3 kW标准[9]，该标准的大部分要求(包括输入和输出电压以及效率)保持不变，但增加了与AI服务器需求相关的更新，例如，更高的功率和峰值功率要求(稍后详述)。此外，由于与BBU架的通信方式有所调整，输出电压的调节范围变得更窄。　　尽管每个电源架都通过三相输入(400-480 Vac L-L)供电(见图2)，但每台PSU的输入仍为单相(230-277 Vac)。图3展示了符合ORv3-HPR标准的第一代PSU的部署示例：PFC级可以采用两个交错的图腾柱拓扑结构，其中，650V CoolSiC™ MOSFET用于快臂开关，600V CoolMOS™ SJ MOSFET用于慢臂开关。DC-DC级可以选用650V CoolGaN™晶体管的全桥LLC，次级全桥整流器和ORing则使用80V OptiMOS™ Power MOSFET。　　推荐使用萨瑞微电子800V-1000V整流桥　　第二代AI PSU：增加线路电压　　如上所述，随着机架功率增加到300kW以上，电源架的功率密度变得至关重要。因此，下一代PSU的设计方向是，在单相架构中实现8kW至12kW的输出功率。随着每个机架的功率增加，数据中心中的机架数量在某些情况下，可能会受配电电流额定值和损耗的约束。因此，为了降低交流配电的电流和损耗，部分数据中心可能会将机架的交流配电电压从400/480V提高到600Vac L–L(三相)，同时将PSU的输入电压从230/277Vac 提高到347Vac(单相)。　　对于DC-DC级来说，三相LLC拓扑结构是一种理想选择，其中，750V CoolSiC™ MOSFET用于初级侧开关，80V OptiMOS™ 5 Power MOSFET用于次级全桥整流器和ORing。由于增加了第三个半桥开关臂，该解决方案能够提供更高的功率，有效降低输出电流的纹波，并通过三个开关半桥之间的固有耦合实现自动电流分配。　　推荐使用萨瑞微高频开关　　高频开关(500V硅基MOS推荐)　　高频开关(650V硅基MOS推荐)　　硅基MOSFET： 500V/650V硅基MOS：采用沟槽式结构，适用于中低频(<500kHz)、中等功率场景，如辅助电源或低压侧开关，导通电阻低至30mΩ以下，支持快速开关响应。　　高频开关(600V超结MOS推荐)　　高频开关(650V超结MOS推荐)　　超结MOSFET(600V/650V/800V)：通过电荷平衡技术突破硅基材料限制，实现高耐压与低导通电阻的平衡(如650V型号Rds(on)≤15mΩ)，适用于1MHz以上高频场合，可显著减小磁性元件体积，提升功率密度。　　碳化硅MOSFET(650V/1200V/1700V)：针对800V高压输入与超高频率(>2MHz)场景，碳化硅器件展现出无可替代的优势：　　材料特性：禁带宽度是硅的3倍，支持更高结温(175℃)与耐压，开关损耗降低70%以上，适用于全碳化硅LLC拓扑，转换效率可达98.5%。　　第三代AI PSU：三相架构与400V配电　　为了进一步提高机架功率，第三代 AI PSU 将采用更具颠覆性的机架架构，如下所示：　　1PSU输入：从单相转为三相，以提高功率密度，并降低成本　　2电源架PSU输出电压：从50V提升到400V，以降低母线电流、损耗和成本　　三相输入和 400 V 输出 PSU 的示例实现，其中包含推荐的设备和技术。PFC 级是 Vienna 转换器，这是三相 PFC 应用的流行拓扑。它的主要优势在于，由于其分离总线电压，它允许使用 650 V 设备，使用两倍数量的背对背 CoolSiC MOSFET 650 V 和 CoolSiC 1200 V 二极管。由于 PFC 输出是分离电容器，因此每个电容器电压为 430 V，并向全桥 LLC 转换器供电，初级和次级侧均配备 CoolGaN 晶体管 650 V。两个 LLC 级在初级侧串联，在次级侧并联，以向 400 V 母线供电。　　或者，两个背靠背的 CoolSiC MOSFET 650 V 可以用 CoolGaN 双向开关 (BDS) 650 V 代替，后者是真正的常闭单片双向开关。这意味着单个 CoolGaN BDS 可以取代四个分立电源开关，以获得相同的 RDS(on)，因为它在 RDS(on)/mm2 方面具有高效的芯片尺寸利用率。　　在DC-DC变换器的次级整流中，同步整流MOS管替代传统二极管，消除肖特基势垒电压，大幅降低导通损耗：　　产品特性：低栅极电荷(Qg<10nC)与极低导通电阻(如40V耐压型号Rds(on)≤5mΩ)，支持全负载范围高效运行。内置体二极管反向恢复电荷(Qrr)极低，减少振荡与EMI干扰，适配高频同步整流控制方案。　　技术优势：配合驱动电路实现ZVS(零电压开关)或ZCS(零电流开关)，在10kW以上功率模块中，可将整流效率从95%提升至99%以上。　　WBG 对 AI PSU 的好处　　宽带隙 (WBG) 半导体(例如 CoolGaN)成为 AI PSU 的最佳选择，因为它们在更高的开关频率下提供最佳效率，从而实现更高功率密度的转换器，而不会影响转换效率。　　除了 AI PSU 的标称功率显著上升外，GPU 还会吸收更高的峰值功率并产生高负载瞬变。因此，DC-DC 级输出必须足够动态，而电压过冲和下冲必须保持在规定的限值内。可以通过提高开关频率来增加 DC-DC 级输出动态，从而增加控制环路带宽。　　CoolGaN 器件因其卓越的 FoM 和 Si、SiC 和 GaN 器件中最低的开关损耗而轻松满足了更高开关频率的要求。尤其是在软开关 LLC 转换器中，CoolGaN 具有最低的输出电容电荷 (Qoss)，这对于更轻松地实现 ZVS(零电压开关)起着至关重要的作用。随后，这有助于更精确地设置死区时间，从而消除不必要的死区时间传导损耗。　　辅助电源LDO推荐　　辅助电源LDO：为服务器监控芯片、传感器等提供稳定低压供电(如3.3V/5V)，萨瑞微电子的LDO系列具备低静态电流(<1μA)、高PSRR(电源抑制比)与快速瞬态响应，确保核心器件在复杂电源环境下稳定运行。　　负载开关MOS管推荐　　负载开关MOS管：用于电源系统的通断控制与负载隔离，支持大电流(10A-50A)快速切换，内置过流/过热保护，避免浪涌电流对后级电路的冲击，提升系统安全性。　　结论　　与AI算力共成长，定义电源新高度在AI服务器向更高功率、更高效率演进的征程中，电源系统的每一次优化都依赖于器件级的技术突破。萨瑞微电子以“全电压覆盖、全技术兼容、全流程可控”的产品矩阵，为AI服务器电源提供了从输入整流到精准供电的完整解决方案，助力客户在算力竞赛中抢占先机。

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发布时间：2025-04-03 14:50 阅读量：175 继续阅读>>

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佑风微：SiC Schottky Diode碳化硅肖特基二极管应用及产品选型

　　广东佑风微电子有限公司推出多款650V 1200V 1700V SiC Schottky Diode碳化硅肖特基二极管。产品广泛应用于光伏逆变器，开关模式电源，电池充电器，电动驱动，不间断电源等产品上。

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发布时间：2025-03-27 16:46 阅读量：212 继续阅读>>

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英飞凌：EiceDRIVER™ 650V+/-4A高压侧栅极驱动器1ED21x7系列

　　英飞凌的新一代EiceDRIVER™ 1ED21x7x 650V、+/-4A栅极驱动器IC与其他产品相比，提供了一种更稳健、更具性价比的解决方案。1ED21x7x是高电压、大电流和高速栅极驱动器，可用于Si/SiC功率MOSFET和IGBT开关，设计采用英飞凌的绝缘体上硅(SOI)技术。　　1ED21x7x具有出色的坚固性和抗噪能力，能够在负瞬态电压高达-100V时保持工作逻辑稳定。可用于高压侧或低压侧功率管驱动。　　1ED21x7x系列非常适合驱动多个开关并联应用，例如轻型电动汽车。基于1ED21x7x大电流栅极驱动器的设计，可在一个三相系统中节省多个NPN/PNP管和外部自举二极管。　　在其他应用，如图腾柱PFC，电感器过流保护是个设计难点，1ED21x7x提供简单、易于设计的电感器过流保护。　　产品型号：　　■ 1ED2127S65F　　■ 1ED21271S65F　　■ 1ED2147S65F　　■ 1ED21471S65F　　产品特点　　英飞凌SOI技术　　最大耐压电压+650V　　输出源/灌电流+4A/-4A　　最大供电电压为25V　　集成超快、低RDS(ON)自举二极管　　负VS瞬态抗扰度为100V　　过流和欠压检测　　多功能RCIN/故障/启用(RFE)，故障清除时间可编程　　传播延迟小于100ns　　DSO-8封装　　符合标准RoHS　　应用价值　　无闩锁　　负VS瞬态抗扰度为100V　　高压尖峰抗扰度　　强大的输出功率水平　　功能集成在单一器件中　　电压和电流监控　　竞争优势　　系统可靠性高　　易于设计的产品　　降低系统成本　　系统故障保护　　应用领域　　叉车　　LEV　　电池分断器　　高功率应用　　电机驱动器

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发布时间：2025-03-21 09:24 阅读量：221 继续阅读>>

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英飞凌：采用电平位移驱动器和碳化硅SiC MOSFET交错调制图腾柱5kW PFC评估板

　　电子设备会污染电网，导致电网失真，威胁着供电系统的稳定性和效率。　　为此，电源设计中需要采用先进的功率因数校正(PFC)电路。PFC通过同步输入电流和电压波形来确保高功率因数。通过使用PFC，电源系统可以减少失真，保持稳定高效的供电。　　英飞凌新品EVAL-1EDSIC-PFC-5KW是用于5kW交错图腾柱PFC(功率因数校正)的完整系统解决方案。图腾柱PFC电路采用EiceDRIVER™ 1ED21271S65F和CoolSiC™ MOSFET IMBG65R022M1H。　　测试结果显示，在230 VAC半负载条件下，功率达98.7%。　　产品型号：　　■ EVAL-1EDSIC-PFC-5KW　　所用器件：　　■ EiceDRIVER™ 1ED21271S65F驱动CoolSiC™ MOSFET　　■ CoolSiC™ MOSFET IMBG65R022M1H　　■ EiceDRIVER™ 2ED2182S06F驱动CoolMOS™　　■ CoolMOS™ S7 SJ MOSFET 600V IPQC60R010S7　　■ Controller:XMC™ 4200 Arm® Cortex®-M4　　■ 辅助电源：ICE2QR2280G　　产品特点　　采用CoolSiC™和CoolMOS™的交错图腾柱设计，由电平位移驱动器驱动1ED21271驱动　　高压侧电源开关的硬件击穿保护　　CCM图腾柱PFC　　提高性能和稳健性　　应用价值　　半负载时效率高达97.8%　　输入电压范围：100-240伏　　固定400V输出直流电压　　峰值电流限制50A　　竞争优势　　高压侧驱动器集成保护　　高速直通保护　　创新的PFC级设计　　框图　　应用领域　　暖通空调(HVAC)　　家用电器　　功率变换系统　　通用驱动器

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发布时间：2025-03-21 09:17 阅读量：216 继续阅读>>

广和通发布首款支持印度IRNSS与NAV<span style='color:red'>IC</span>双模双频定位的LTE Cat.1 bis模组L610-IN

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广和通发布首款支持印度IRNSS与NAVIC双模双频定位的LTE Cat.1 bis模组L610-IN

　　3月19日，广和通发布首款同时支持IRNSS与NAVIC双模双频定位技术的Cat.1 bis模组L610-IN。L610-IN凭借精准定位、高兼容性及多场景适应性，为印度地区物联网行业提供高效、低成本的连接解决方案，并全面满足印度AIS140标准，助力当地车队管理、电子收费(eToll)等关键领域智能化转型。　　L610-IN创新集成IRNSS(印度区域导航卫星系统)与NAVIC双模双频定位功能，显著提升印度及周边区域的定位精度与稳定性，解决复杂环境下导航信号覆盖不足的痛点。同时，该模组严格遵循印度AIS140法规标准，为车辆追踪、电子收费等场景提供合规保障，成为印度智慧交通、物流运输等行业的首选通信方案。　　L610-IN采用LCC+LGA封装，尺寸仅31mm *28mm，并与广和通LTE Cat.4模组NL668/L716实现pin to pin兼容，客户可快速完成通信技术切换，大幅降低硬件改造成本。L610-IN支持LTE/GSM网络，覆盖智能支付、共享经济、工业物联网、资产追踪、汽车后装等中低速场景，结合VoLTE高清语音、摄像头、LCD显示、多路传感器接口(USB/UART/SPI/I2C/SDIO等)功能，为行业客户提供灵活、安全的全栈式连接能力。　　除面向印度市场的L610-IN外，广和通同步推出适配欧洲的L610-EU与拉美的L610-LA版本，覆盖全球主流运营商频段，满足无缝定位与长距离通信需求，进一步扩展智慧城市、智能追踪等应用边界。　　L610-IN预计于2025年第二季度启动客户送样，其高性价比与本地化服务能力将加速印度物联网生态建设。　　广和通印度区域销售负责人Ragin Kallanmar Thodikai表示：“L610-IN的推出不仅填补了印度市场高精度定位Cat.1 bis模组的空白，更通过技术兼容性降低客户升级门槛，推动全球中低速物联网规模化落地。”

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发布时间：2025-03-20 09:45 阅读量：249 继续阅读>>

芯力特 CAN S<span style='color:red'>IC</span>芯片SIT1463Q的优秀性能

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芯力特 CAN SIC芯片SIT1463Q的优秀性能

　　01SIT1463Q简介　　芯力特是国内首个量产CAN收发器和CAN FD收发器的公司，SIT1463Q作为芯力特第三代收发器产品积累了芯力特多年来在CAN收发器接口的产品研发经验，SIT1463Q不仅全新搭载了CAN SIC(CAN Signal Improvement Capability)功能，同时在稳定可靠性、抗扰性、EMI 等方面表现优秀。目前SIT1463Q已经通过了国内多家车厂和Tier1的测试，已稳定量产出货。　　传输时延与位时间　　SIT1463Q满足CiA 601-4规范，通过升级发射器实现了更高的比特率，确保在总线上可靠地生成非常精确的比特，且明显降低了总线发送时延和对称性，支持高达8Mbps的传输速率。如表1，可对比SIT1463Q与普通CAN FD收发器(SIT1043Q)在5Mbps速率下，在位时间上偏差更小，显/隐信号的一致性提升明显。　　振铃抑制　　振铃是指在CAN总线的通信过程中，由于阻抗不匹配导致的信号反射等原因，使得信号在传输线上多次反射，进而产生的一种振荡现象。振铃现象可能会对CAN总线的通信质量产生负面影响，甚至有可能导致通信失败。如下图，使用非常恶劣的5节点5米线长网络拓扑对收发器的振铃抑制能力进行测试。　　普通CAN FD收发器在星型网络下振铃非常明显，且在RXD上出现明显的信号“撕裂”，在这种恶劣的网络下通信可能会出现错误;SIT1463Q搭载CAN SIC功能，具备非常优秀的振铃抑制能力，即使在速率高达8Mbps甚至是10Mbps时RXD仍完美还原了TXD信号，即表示在恶劣星型网络下SIT1463Q可稳定高速率通信。　　优异的EMI、抗扰性能　　在工况复杂的汽车应用中，系统内部的电磁干扰会以辐射和传导的方式对外进行干扰，从而会影响到系统其他器件的正常工作。SIT1463Q具备优异的EMI性能，使用芯力特Demo板依照CISPR 25-2016标准进行测试，以2Mbps、总线负载约67%的条件可以通过RE:Class 4、CE:电压法Class 5&电流法Class 4。　　随着新能源电动汽车的快速发展，车上电子零部件的可靠性对整车性能影响较大，SIT1463Q的强大抗扰能力可保证在恶劣的电磁干扰中维持正常工作，满足电磁兼容要求。依照ISO 11452-4:2020标准进行测试，在无共模电感的条件下以5Mbps的速率通过了Level 5(全频段200mA)测试。在依照ISO 7637-3-2016 与ISO 7637-2-2011 的12V标准，SIT1463Q均通过最高等级的测试。　　SIT1463Q在无外部共模电感的条件下，可以通过±6kV的接触放电;同时根据IEC 61000-4-2标准，搭配芯力特ESD：SITLE24V2BNQ系统级ESD可以通过±25kV以上的接触放电和空气放电。　　向下兼容　　SIT1463Q收发器完全符合CiA 601-4 v2.0.0规范，并兼容ISO 11898-2:2016标准，它与CAN-FD可在同一总线上运行;SIT1463Q提供了显著的系统优势，可以Pin to Pin兼容同类型的CAN FD芯片，无需在物理层或应用层进行设计更改(不需要做软件硬件修改)，这使得SIT1463Q CAN SIC收发器为提升CAN FD网络性能提供了一个简单替换和升级方案。

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发布时间：2025-03-19 15:05 阅读量：220 继续阅读>>

瑞萨电子“首席计时官”专访：揭秘时钟<span style='color:red'>IC</span>技术现状

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瑞萨电子“首席计时官”专访：揭秘时钟IC技术现状

　　时钟奠定了每个电子器件运行的基础。时钟同步数据信号通常被称为芯片行业的节拍器，用来确保系统的可靠性。然而，今天的计时产品不再只是保持单个器件的运行节奏，而是要跨多条数据互连路径协调整个系统的运行。　　作为时钟和定时IC解决方案领先供应商，瑞萨电子长期以来一直位于这项关键却被低估的技术前沿，这一技术为几乎所有电子系统提供数字脉冲信号。　　我们采访了Zaher Baidas，Vice President and General Manager of the Renesas Timing Product Division，了解在生成式人工智能、超高速网络和智能汽车时代，他和他的团队如何帮助客户管理迅速增长的数据。　　Renesas: 在这一领域工作以来，您认为数据处理如何改变时钟和计时技术?　　Zaher: 数据速度和效率的提高是一个永无止境的过程。冒着有可能透露年龄的风险，我记得上大学时，当拨号调制解调器速率升级到56Kbps时，我真的感到由衷地高兴。而在上个周末，经过一番努力，我将家里的Wi-Fi提高到500Mb以上，因为我觉得它太慢了。　　除了速度，还有整合能力的全面提升。曾经，网络和计算时钟是分开的。而现在，AI将多个超高带宽的互连ASIC集成在同一加速卡上，实现了同一基板全面集成。　　Renesas: 就瑞萨而言，现在的时钟和计时行业有何不同?　　Zaher: 我最初从事计时领域工作时，市场划分得相当细，厂商众多。似乎每个厂家都设有时钟业务部，但却无一厂商能全面覆盖多种类型的产品供应。如要完成设计，你需要向A供应商购买时序卡同步器，向B供应商购买线路卡抖动衰减器，向第三家供应商购买时钟缓冲器。　　现如今，瑞萨通过开发丰富的产品组合，利用端到端时钟计时解决方案彻底改变这种状况。客户不想用三家供应商的产品构建时钟树，他们希望我们能够预测并承担潜在风险。例如，当他们需要PCIe Gen7时钟发生器时，我们不是只能回答“好的，我们来开发。”而是在客户提出要求的同一周就把样品发送给他们。这得益于我们提前两三年就开始时钟IP的研发布局。因此，我们能够在去年顺利发布PCIe Gen7产品，比最终1.0版提前一年。　　现在，瑞萨可为每个客户提供完整的时钟树，我们总是善意提醒，我们是业内唯一的一站式计时产品供应商。凡是你需要的，我们应有尽有。　　Renesas: 先进的通信系统和生成式AI(genAI) 数据中心产生大量数据。瑞萨如何帮助客户保持数据流畅传输?　　Zaher: 对于瑞萨来说，随着数据传输速度不断加快，我们的客户需要更清晰、噪声更低的信号，这在时钟领域中称之为抖动。30多年来，瑞萨始终走在时钟技术的前沿，积极应对数据中心和高速通信系统的加速发展。我们对于趋势的预测能力奠定了我们的先进水平，通过与标准机构积极合作，以及系统架构师和生态合作伙伴的深度参与，确保瑞萨始终保持行业先进的地位。　　Renesas: 数据中心等数据密集型有线应用与5G蜂窝等无线系统之间是否存在相似之处?　　Zaher: 两者都需要更好的时钟，具体而言就是参考时钟的时序和抖动偏差更加严格。例如，与4G/LTE网络相比，5G复杂性增加。RF传输频带更高，需要显著改善多个频率的抖动性能和带内相位噪声。　　Renesas: 除时钟振荡器、发生器和缓冲器外，瑞萨的时钟和计时产品组合主要由三个系列组成：VersaClock®、FemtoClock™和ClockMatrix™。它们彼此如何互补?　　Zaher: 这些名称是我们特意选的。VersaClock是多功能时钟家族，类似瑞士军刀，是标准即插即用式可编程计时器件，占位面积小。FemtoClock是性能驱动型系列，具有优异的相位噪声，抖动特性达到飞秒级。　　第三个系列是我最关注的，因为这是我在瑞萨开始担任设计主管时的产品。ClockMatrix系列是一种时钟片上系统(SoC)，集成了网络同步矩阵、频率测量、抖动衰减以及时钟生成功能。该系列专为要求符合IEEE 1588等多种通信标准的有线网络而设计，用于同步网络系统的时钟。　　Renesas: 瑞萨以其广泛的设计支持而著称。瑞萨集成电路工具箱和云端实验室等工具可为客户提供哪些支持?　　Zaher: 瑞萨的理念是仅有好产品是远远不够的，关键还要具备有力的客户支持。我们认为，瑞萨充分具备这种能力。瑞萨集成电路工具箱，简称RICBox，是一种易用GUI，可用来配置我们的所有计时器件。云端实验室供客户在设计流程的后期阶段，在线测试时钟配置。如有问题，客户可以联系我们的应用支持团队和FAE。　　作为真正意义上的全球性行业，这些基于云的自动化设计工具已成为瑞萨发展战略的重要组成部分。　　Renesas: 可以列举几个瑞萨将时钟和计时器件嵌入成功产品组合的例子吗?　　Zaher: 我们的计时器件完善了瑞萨的MPU、MCU和汽车领域核心业务。其中一个成功产品组合(Winning Combo)示例集成瑞萨RZ MPU与时钟矩阵同步器和IEEE 1588软件。此外，我们的VersaClock解决方案还与瑞萨R-Car SoC整合，支持汽车驾驶舱和高级驾驶辅助系统(ADAS)应用。　　成功产品组合的独特之处不仅仅是经过验证的系统解决方案，更在于我们能够在产品开发初期与相关业务部门合作。有时，甚至可在硅片定型之前联手，实现迭代协作，从而推出更好的时序解决方案。　　Renesas: 您如何展望时钟和计时领域未来几年的发展?瑞萨如何为今后做好准备?　　Zaher: 速度的追求永远不会停止——无论大型数据中心、下一代通信网络还是驾驶智能汽车。并且，AI、汽车ECU和许多其他应用变得越来越复杂，尺寸也越来越受到限制，这促进了小型化低功耗，高输出器件的需求。　　总体来说，这个行业的需求丰富多样，但如果我们坐等下一代产品出现，就会错过机会。因此，我们始终致力于技术的研发与创新，以满足客户在未来三年内可能产生的需求。这是我们的一贯做法，也是我们今后的打算。

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瑞萨电子

发布时间：2025-03-19 10:06 阅读量：275 继续阅读>>

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开关性能大幅提升！安森美M3S 与M2 SiC MOSFET直观对比

　　安森美 (onsemi)的1200V 分立器件和模块中的 M3S 技术已经发布。M3S MOSFET 的导通电阻和开关损耗均较低，提供 650 V 和 1200 V 两种电压等级选项。本白皮书侧重于探讨专为低电池电压领域的高速开关应用而设计的先进 onsemi M3S 650 V SiC MOSFET 技术。通过各种特性测试和仿真，评估了 MOSFET 相对于同等竞争产品的性能。第一篇介绍SiC MOSFET的基础知识、M3S 技术和产品组合。本文为第二篇，将介绍电气特性、参数和品质因数、拓扑与仿真等。　　电气特性、参数和品质因数　　在本小节中，我们将比较 M3S SiC MOSFET (NVBG023N065M3S) 与 M2 器件 (NVBG060N065SC1) 以及竞争器件。我们选择了导通电阻和峰值电流均非常相似的表面贴装器件 (SMD) 作为开关，并在不同条件下进行了特性测试，以比较各器件的重要参数。　　a. 静态参数　　器件的导通损耗可以用关键参数 RDS(on)来衡量。因此，本小节在 25°C 和 175°C 结温下测量了器件的 RDS(on)特性。此外还在 15 V 和 18 V 两个不同的栅极-源极电压下进行了测量，其中导通脉冲宽度为 300 µs。　　测试得出的主要结论是NVBG023N065M3S 器件在各种电流水平下均具有稳定的 RDS(on)。NVBG023N065M3S 的 RDS(on)从 5 A 到 100 A 的偏差为 13%，而 NVBG060N065SC1 和竞争产品 A 的对应数值分别为 25% 和 26%。　　b. 动态参数　　SiC 器件的反向恢复电荷比 Si MOSFET 少，因此开通峰值电流更小，开通开关损耗也更低。为了更好地理解和量化开关损耗，通常使用 Ciss、Coss、Crss和 Qrr等关键参数进行评估。在大多数高功率应用中，Ciss、Coss、Crss的电压水平一般都超过 10 V。米勒电容 (Crss) 至关重要，因为它可以耦合漏极和栅极电压。　　在开关过程中，较低的 Crss减少了改变 MOSFET 状态所需提供或从栅极移除的电荷量。这使器件能够更快地在开通和关断状态之间进行转换，从而缩短电压电流同时较高的时间，减少开关损耗。图3比较了 M3S、M2 和竞争产品 A 之间的电容。　　安森美的新一代产品 NVBG023N065M3S 在 VDS≥ 11V 时的 Crss值较低，这有助于减少导通和关断开关损耗。此外，NVBG023N065M3S 的 Coss值非常接近竞争产品，并且在某些电压水平下优于其他器件。　　本文测量了几种负载电流条件下两种器件的开关损耗。测量过程采用双脉冲测试设置，测试条件设定如下：　　Vin= 400 V,　　Rg= 2 Ω − 4.7 Ω,　　Vgs_on= +18 V,　　Vgs_off= −3 V,　　开关电流 = [5A, 100A]　　每个器件的内部栅极电阻不同，因此总栅极电阻匹配为 6 Ω。下图为这三个器件在 25°C 时的开通、关断和总开关损耗。　　可以得出结论，与其他两款器件相比，NVBG023N065M3S 的开通和关断损耗更低。在 5 A 至 100 A 的负载电流范围内，NVBG023N065M3S 的平均总损耗与上一代器件 NVBG060N065SC1 相比减少了 31%，与竞争产品 A 相比减少了 42%。　　进行反向恢复测试时，漏极电流为 ID= {20 A, 40 A, 60 A}，总栅极电阻为 Rg, tot= 8.5 Ω，栅极电压为 Vgs= −3 V/18 V，温度为 25 °C。根据图 5 中的结果，与竞争产品 A 相比，安森美新一代 NVBG023N065M3S 的反向恢复时间更短、反向恢复电荷更少且反向恢复能量也更低，因此具有更优异的反向恢复性能。　　c. 参数和品质因数比较　　下表总结了各器件主要属性的比较情况。各数值的每个属性已根据 M3S 器件值进行归一化。　　根据上图，可以得出关于 NVBG023N065M3S 的以下结论：　　与竞争产品器件相比，开关损耗降低 35%。　　175°C 时，特定导通电阻比竞争产品器件低 28%。　　与竞争产品器件相比，反向恢复电荷低 26%。　　这证明 M3S 是适用于硬开关应用的出色技术。　　拓扑与仿真　　a. 基准拓扑　　安森美的 M3S SiC MOSFET 专为高频开关应用而设计，是车载充电器应用和 HV DC/DC 转换器的理想选择。相关器件经过专门定制，具有超低开关损耗，同时保持非常低的导通损耗，因此成为了图腾柱功率因数校正 (PFC) 转换器等硬开关应用的理想选择。此外，由于导通电阻 RDS(on)较低、开关损耗非常小，M3S 器件也是LLC 转换器、CLLC 转换器和相移全桥等软开关应用的优选。　　图腾柱 PFC 转换器是一种简单且高效的拓扑，广泛应用于需要高密度设计的领域。需要更高的功率和更高的能效时，可采用三相交错式图腾柱 PFC 转换器(如下图)。　　b. PFC 转换器的功率损耗比较示例　　在前面几小节中，我们通过测量值评估了导通和开关损耗，然后使用 PSIM 仿真程序对比了损耗情况。选择三相图腾柱 PFC 转换器作为拓扑，并采用以下测试条件(如图6所示)。　　Vin= 230 Vrms　　Vout= 400 V　　Rg, tot= 6.1 Ω　　Vgs= −5/18 V　　Fsw= 100 kHz　　Pout= 11 kW　　下表展示了每种器件满负荷(11 kW)时的功率损耗。可以观察到，NVBG023N065M3S 器件受益于较低的导通损耗以及较低的开关损耗，最终实现了更高的系统能效。　　结论　　安森美M3S 650V SiC MOSFET 技术在电力电子领域取得了重大进展，尤其适用于电动汽车 (EV) 和其他节能系统中的高速开关应用。从 M1 到 M3 的演进将特定导通电阻 (RSP) 降低 50% 以上，并引入了四引脚 TO-247-4 等封装创新，逐步提高了开关性能，这彰显了安森美致力于优化 MOSFET 设计的承诺。M3S 产品组合以低 RDS(on)和出色的开关性能而闻名，在车载充电器和 DC-DC 转换器等成本敏感型市场中占据领先技术地位。　　特性分析结果表明，M3S 与安森美前几代产品的性能优于竞争产品，开关损耗降低 31-42%，总开关损耗降低 35%。M3S的输出和反向电容较低，有助于加快开关速度，也因此成为了图腾柱 PFC 转换器等硬开关拓扑和 LLC 转换器等软开关拓扑的理想选择。此外，M3S SiC MOSFET 表现出优异的反向恢复性能，与竞争产品相比，恢复电荷和能量显著降低，进一步提高了系统能效。　　随着电动汽车系统对功率密度、能效和热性能的要求不断提高，M3S 技术解决了行业面临的关键挑战。搭配全面的产品组合，安森美M3S MOSFET 为高能效电源转换提供了多功能的可靠解决方案。

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安森美

发布时间：2025-03-18 15:30 阅读量：237 继续阅读>>

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东芝推出应用于工业设备的具备增强安全功能的SiC MOSFET栅极驱动光电耦合器

　　东芝电子元件及存储装置株式会社(“东芝”)宣布，最新推出一款可用于驱动碳化硅(SiC)MOSFET的栅极驱动光电耦合器——“TLP5814H”，具备+6.8 A/–4.8 A的输出电流，采用小型SO8L封装并提供有源米勒钳位功能。　　在逆变器等串联使用MOSFET或IGBT的电路中，当下桥臂[2]关闭时，米勒电流[1]可能会产生栅极电压，进而导致上桥臂和下桥臂[3]出现短路等故障。常见的保护措施有，在栅极关闭时，对栅极施加负电压。　　对于部分SiC MOSFET而言，具有比硅(Si)MOSFET更高的电压、更低的导通电阻以及更快的开关特性，但栅极和源极之间可能无法施加足够的负电压。在这种情况下，有源米勒钳位电路的应用使米勒电流从栅极流向地，无需施加负电压即可防止短路。然而由于部分削减成本的设计，导致其在IGBT关断时减少用于栅极的负电压。而且在这种情况下，内建有源米勒钳位的栅极驱动器是可以考虑的选项。　　TLP5814H内建有源米勒钳位电路，因此无需为负电压和外部有源米勒钳位电路提供额外的电源。这不仅为系统提供安全功能，而且还可通过减少外部电路来助力实现系统的最小化。有源米勒钳位电路的导通电阻典型值为0.69 Ω，峰值钳位灌电流额定值为6.8 A，因此非常适合作为SiC MOSFET的栅极驱动器，SiC MOSFET对栅极电压变化非常敏感。　　TLP5814H通过增强输入端红外发射二极管的光输出并优化光电检测器件(光电二极管阵列)的设计实现了–40 °C至125 °C的额定工作温度，从而可提高光耦合效率。因此，面对严格热管理的工业设备，比如光伏(PV)逆变器和不间断电源(UPS)等是十分适合的。此外，其传输延迟时间和传输延迟偏差也规定在工作温度额定值范围内。其5.85 mm×10 mm×2.1 mm(典型值)的小型SO8L封装有助于提高系统电路板的部件布局灵活性。此外，它还支持8.0 mm的最小爬电距离，进而可将其用于需要高绝缘性能的应用。　　未来东芝将继续开发光电耦合器产品，助力增强工业设备的安全功能。　　应用　　工业设备　　● 光伏逆变器、UPS、工业逆变器以及AC伺服驱动等　　　　● 内建有源米勒钳位功能　　● 额定峰值输出电流：IOP=+6.8 A/–4.8 A　　● 高工作温度额定值：Topr(最大值)=125 °C　　主要规格　　(除非另有说明，否则Ta=-40°C至125°C)　　注：　　[1] 米勒电流：当高dv/dt电压应用于MOSFET的漏极和栅极之间的电容或IGBT的集电极和栅极之间的电容时，产生的电流。　　[2] 下桥臂是从使用电源器件的电路的负载中吸收电流的部件，例如串联至电源负极(或接地)的逆变器，而上桥臂则是从电源为负载提供电流的部件。　　[3] 上桥臂和下桥臂短路：由于噪声引起的故障或开关过程中米勒电流引起的故障，上下电源器件同时接通的现象。

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东芝

发布时间：2025-03-14 10:55 阅读量：273 继续阅读>>

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