搭载了GaNSense™技术的
GaNFast™氮化镓功率芯片
采用 GaNSense 技术的 GaNFast 功率 IC 集成了关键的实时自主感应和保护电路，进一步提高了 Navitas 行业领先的可靠性和稳健性。该技术还支持正在申请专利的无损耗电流感应功能，与前几代产品相比，可将能耗节省多达 10%，并进一步减少外部元件数量并缩小系统占位面积。
Silicon FET
老旧、缓慢
高输入电荷 Qg
大的输出COSS
FSW < 100 kHz
Discrete GaN
门极外露
需要外部驱动
对开关速率敏感
布线要求高
对静电敏感
可靠性待验证
鲁棒特性差
✓ 门极在芯片内部
✓ 集成了门级驱动
✓ dV/dt 抗干扰度高
✓ 对布线要求不高
✓ 2 kV 静电防护 等级
✓ 可靠性得到过验证
✓ 鲁棒特性好
plus:
✓ 自动待机保护
✓ 自动保护
✓ 无损电流检测
✓ 高精度
✓ 高效率
Silicon FET
Discrete GaN
老旧、缓慢
高输入电荷 Qg
大的输出COSS
FSW < 100 kHz
门极外露
需要外部驱动
对开关速率敏感
布线要求高
对静电敏感
可靠性待验证
鲁棒特性差
✓ 门极在芯片内部
✓ 集成了门级驱动
✓ dV/dt 抗干扰度高
✓ 对布线要求不高
✓ 2 kV 静电防护 等级
✓ 可靠性得到过验证
✓ 鲁棒特性好
plus:
✓ 自动待机保护
✓ 自动保护
✓ 无损电流检测
✓ 高精度
✓ 高效率
无损的电流检测
通常，在测量电路中的电流时，我们将外来感测元件插入系统中进行测量。大多数现有方法都需要仔细权衡。一些电机应用甚至采用复杂的“无传感器”控制，以节省可观的传感器成本和PCB面积，并能够在大范围的环境温度或复杂的电离/磁场环境中运行。这些方法仍然面临着来自软件模型和复杂控制回路算法的电流感测时机、延迟和准确性方面的挑战。纳微半导体新型电流感测功能提供了一种高度集成、“无损”的内部方法来应对这些挑战。
随着各种应用和要求的出现，出现了各种电流感测方法，以最具成本效益和尺寸效率的方式满足设计目标。近乎理想的无损“GaNSense”电流感测，与快速、准确的功率设备完全集成，可以在不增加尺寸和成本的前提下，实现控制和保护的关键功能。
表1 几种常见的电流感测方法及他们的性能表现
无损电流检测
纳微的GaNSense系列产品提供集成在芯片中的无损耗电流检测功能，消除了分流电流传感电阻器及其相关的痛点，例如通过降低总串联电阻来提高系统的整体效率，同时通过快速、内部、30-100ns的短路保护来提高鲁棒性。
这是一种“本地化”方法，对我们关注的电流和功率元件进行局部检测和作用。与其他方法相比，内部的控制和及其响应时间使该方法非常快速且有效，同时最大限度地减少了系统噪声、长轨迹等对控制信号的破坏。这样，不仅可以将这种方法用于过电流故障保护和短路保护，还可以逐周期限流和电流模式控制和调节。
这种自治电源块可能确实代表了功率级的检测和保护的未来，能带来更高的可靠性，并突破性能极限，使主系统控制器能够专注于更复杂的控制算法和职责。
过流保护（OCP）
保护速度快6倍 – 从检测到保护只需在30ns内
GaNSense技术提供逐周期的过流检测和保护（OCP）电路，以保护氮化镓功率芯片免受高电流水平的影响。在每个开关周期的导通时间期间，如果峰值电流超过所需极限，则内部栅极驱动将快速关闭氮化镓功率芯片，并缩短导通时间以防止芯片产生损坏。
相比于分立式的方案，搭载了GaNSense技术的GaNFast氮化镓功率芯片的响应速度快6倍，并且能够消除相关联的外部元件，解决布局和响应慢的问题。
分立的FET方案
使用了QR控制器过流保护功能的分立式方案
- 使用了外部电流采样电阻Rcs的现有方案
- 滤波器+控制器延迟慢
搭载了 的
- DCM模式下定时的过流保护
- CCM模式下Boost配置中的逐周期过流保护
过温保护（OTP）
将过温检测和保护（OTP）电路集成到芯片中，可以防止结温过高（TJ）。过载、高的环境温度和/或热管理不善，就可能会出现高结温。如果TJ超过内部的TOTP+阈值，则芯片将安全闩锁。当TJ再次下降并降至内部TOTP阈值以下时，OTP锁存器将被重置。在此之前，将保证内部OTP锁存器保持在正确的状态。
