הרכבה סופית, EMC מסך מורם חלקית
האלטרנטיבה היא להאט את הפעולה עד שהיתרונות של GaN יתפוגגו, או להסתכן בעמידות, שכן חריגה ותת-חריגה מהירה במיוחד הורסת את מעגלי הנהג או את המיתוג טרנזיסטור, אמר מייסד ומנכ"ל החברה רוב גווין ל- Electronics Weekly.
הוא טוען שכדאי להפיק את המיטב מ-GaN, כי זה יכול להקטין את הגודל של VFD (כונן תדר משתנה) עבור מנוע של 10 כ"ס, למשל, מ-20 ליטר. IGBT עיצוב עד מתחת לליטר עבור עיצוב 2MHz GaN - קטן מספיק כדי להשתלב במנוע.
התמקדות חד פאזי ו תלת פאזי מתח חשמלי עם מיתוג קשיח, QPT הוקם כדי ליצור מודולים עבור ספקי כוח מבוססי GaN המיישמים את כל עיצוב ה-RF, ומאפשרים למעצבי ספקי כוח מנוסים ליצור עיצובים מבוססי GaN בעלי ביצועים גבוהים ללא מומחיות RF או מיקרוגל, וללא מומחיות קניית מכשור של GHz. זה מקביל לאופן שבו נעשה שימוש במודולים של מערכת CPU כדי להקל על העיצוב של מוצרים דיגיטליים.
אם לוקחים תחילה את מודול הטרנזיסטור+דרייבר, זהו עיצוב מבודד שנועד לפעול על קישורי DC עד 540V.
עם מיתוג של 2 מגה-הרץ מגיעות מעברי-מצב נפוץ גבוהים במיוחד בדרייבר השער הגבוה, במיוחד כשהטרנזיסטור עובר בין 1 - 1.5 נס בעיצוב של QPT.
"מיתוג 540V ב-1.5ns יעבור דרך הקיבול של רוב שנאי הכונן ויהרוס את הדרייבר", אמר גווין. "לשנאי ה-RF שלנו, עליו רשמנו פטנט, יש השראות דליפה נמוכה מאוד, קיבול טפילי נמוך לאין שיעור בין פיתולים, והוא יכול לסבול 600-700V/ns, אין בעיה."
מודול המיתוג מיועד לשמש בצד הגבוה או הנמוך של חצי גשר - כך שישה בגשר תלת פאזי.
בפנים, טרנזיסטור מיתוג המתח של 650V הוא מבית GaN Systems והטרנזיסטורים 3GHz GaN Pre-Driver הם מ-EPC, עם אותות רבים העוברים על קווי שידור תואמי עכבה.
חלק גדול ממעגלי התמיכה במודול מיושמים ברכיבים נפרדים במודול הדור הראשון הזה - הוכחת המושג כפי שגווין מתארת זאת - שגודלו ~30 x 30 x 25 מ"מ. Gen2 יכווץ את זה ל~20x20x6 מ"מ כאשר Asic, שכבר נמצא בצנרת, מנקה רבים מהרכיבים הנפרדים.
עיכוב התפשטות מקלט לפלט הוא 3ns לוהט - מהיר יותר מהלוגיקה של TTL, תוך מיתוג של מאות וולט, "עם פיזור שנמדד בפיקוסניות", אמרה גווין, שהוסיפה שהפס המת הדרוש בין כניסות PWM העליון והתחתון הוא רק כמה ננו-שניות.
כפי שצוין לעיל, זה מיועד ל-PSUs עם מיתוג קשיח - אחת ההבטחות המקוריות של GaN היא שהוא יכול להתאים ליעילות הגבוהה של שנות ה-90 של עיצובי סיליקון מורכבים עם מיתוג רך בתדרים גבוהים בהרבה - ולכן במארזים קטנים בהרבה כמו המשרנים ו קבלים להתכווץ בתדירות הולכת וגוברת.
עם זאת, עם מיתוג קשיח של ננו-שניות מגיעה בעיית EMC פוטנציאלית איומה, וזו הסיבה ש-QPT מציעה גם מודולי סינון קלט ופלט מומחים.
אם לוקחים את מסנן הפלט לכל חצי גשר כדוגמה, המטרה של Gwynne היא שהוא ישלוט בכל התדרים שאי אפשר להתמודד איתם על ידי מעצב סיליקון PSU המנוסה באמצעות Ls ו-Cs קונבנציונליים - מגהיגה-הרץ ועד סביב 10 מגה-הרץ.
"זהו מסנן כוח מיקרוגל מאוד מפואר", אמר. "זה מאוד מיוחד והיה קשה לתכנן, אבל העלות שלו ליחידה בייצור נמוכה". זה תופס ~ 1 ס"מ3 וצריך להתקין אותו על ה-PCB הנלווה (PCB גלוי רק תמונה עליונה).
לאחר מכן, מעצב ה-PSU יצור את מסנן ה-LC החיצוני שיטפל בשאר ה-EMC (מיוצג על ידי התיבה האפורה מימין ב- תמונה אמצעית), מעביר את ה-50/60Hz הדרוש למנוע (או כמה קילו-הרץ למנוע מכונת CNC) – מסנן שיהיה קטן פיזית בהשוואה לזה שב-VFD הרגיל של 25kHz של Gwynne, בשל התדר הבסיסי של 2MHz של GaN VFD – ועלות נמוכה יותר, הוא טוען.
המודולים מיועדים להברגה לגוף קירור, כאשר רכיבים נלווים מותקנים על גבי PCB בצד השני של המודולים (ראו תמונות). QPT יוצרת חיבור מומחים, כמו גם כללי עיצוב עבור ה-PCB ושאר הבנייה.
מאגר הקלט המקומי קבל, שממנו נמשכים דחפי זרם בתדר גבוה, הם בין הרכיבים הנלווים בלוח החיבורים, שאליהם יצרן הציוד המקורי יוסיף קבל חיצוני של מאגר בתדר נמוך.
"אם הם ימלאו אחר ההנחיות שלנו, הם יעברו את ה-EMC ללא בעיות מועברות וללא קרינה", טען גווין.
האם טרנזיסטורי GaN אינם אמינים?
הרבה מובטח, אבל טרנזיסטורי GaN לא מופיעים במוצרי רכב אמיתיים וגם לא במוצרי קצה אחרים בעלי אמינות גבוהה. האם הם לא אמינים מטבעם?
יש תפיסה שהם לא כל כך אמינים, אמר גווין, אבל זה לא מבוסס על נתונים.
אל האני טֶכנוֹלוֹגִיָה הוא אינו בוגר, ללא ההיסטוריה של הסיליקון, או אפילו סיליקון קרביד, הוא המשיך, כך שאין מספיק נתונים זמינים כדי להגיע למסקנה נחרצת.
משהו שעשוי לתרום לתפיסה הוא אותם קוצים אולטרה-מהירים של מעבר ותחתית, מחוץ למפרט המכשיר, שנוצרים בקלות, אך לא נראים בקלות, ובוודאי לא נמדדים במדויק ללא המכשירים הנכונים וטכניקת החיטוט הנכונה.
QPT נוסדה ב-2019, "לאחר 10 שנים של עבודת פיתוח, אמרה גווין, ומרכזה בקיימברידג' בריטניה. יש לה מו"פ וייצור פורטוגל, והנדסת ייצור ומעבדה בפולין. קו הייצור הוקם כדי להעביר את מוצרי Gen2 לכ-100,000 יחידות, ולאחר מכן שוקלים בתי כינוס.
ראה עוד : מודולי IGBT | LCD מציג | רכיבים אלקטרוניים