弗劳恩霍夫研究所成功在GaN芯片集成多个元件

2019-05-22来源: 盖世汽车关键字:弗劳恩霍夫  GaN芯片

电动汽车,黑科技,前瞻技术,弗劳恩霍夫应用固体物理研究所,弗劳恩霍夫IAF,GaN集成电路,GaN芯片集成多个元件

(图片来源:弗劳恩霍夫应用固体物理研究所)


据外媒报道,德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所(Fraunhofer IAF)的研究人员成功将电流传感器、温度传感器以及功率晶体管、续流二极管以及栅极驱动器都集成到了基于GaN的半导体芯片上,从而显著地提升了用于电压转换器的氮化镓功率集成电路(GaN power IC,即芯片)的功能。此次研究进展将为研发更紧凑、更高效的电动汽车车载充电器铺平道路。


如果电动汽车想要在社会上长期立足,就需要拥有更加灵活的充电选择。为了尽可能使用交流电充电桩、壁挂式充电桩或传统的插头插座充电桩,用户就需要依赖车载充电器。由于此类技术是汽车自带的,因而必须尽可能地小且轻,同时成本效益要高。因此,此类充电器就需要电压转换器等非常紧凑而高效的电力电子系统。


单个芯片上集成多个元件


多年来,弗劳恩霍夫应用固体物理研究所(Fraunhofer IAF)都致力于研究电力电子领域的单片集成技术,即需要将功率元件、控制电路和传感器组合在单个半导体芯片上,该概念利用了半导体材料氮化镓(gallium nitride,GaN)。早在2014年,弗劳恩霍夫应用固体物理研究所的研究人员就成功在一个600V的功率晶体管上集成了续流二极管和栅极驱动器。2017年,一个单片GaN半电桥首次以400V电压运行。


弗劳恩霍夫应用固体物理研究所的最新研究成果是,首次成功将电流和温度传感器、600V功率晶体管、续流二极管和栅极驱动器都集成至一个GaN功率集成电路上。作为GaNIAL研究项目的一部分,研究人员对GaN功率集成电路的全部功能进行了功能验证,实现了电力电子系统集成技术的突破。


与传统的电压转换器相比,新研发的电路不仅具有更高的开关频率以及更高的功率密度,还能快速而准确地对芯片本身进行监测。弗劳恩霍夫应用固体物理研究所电力电子业务部研究员Stefan Mönch强调表示:“虽然基于GaN的功率电子产品的开关频率增加可使得设计变得越来越紧凑,但是,同时也对监测和控制自己本身提出了更高的要求。”


以前,电流和温度传感器都在GaN芯片外部进行工作,现在集成了电流传感器就可以对晶体管电流进行无反馈测量,实现闭环控制和短路保护功能,此外,与传统的外部电流传感器相比,节省了芯片的空间。而集成了温度传感器就可以直接测量功率晶体管的温度,由于单片集成电路消除了传感器与测量点之间因距离产生的温度差,因而,与以前的外部传感器相比,集成了温度传感器就可以更快、更准确地反映出热临界点。


为GaN芯片设计和集成电路的Mönch表示:“将GaN芯片与传感器和控制电路整体集成可节省芯片表面的空间,降低装配成本,提高可靠性。对于需要在有限空间内安装大量非常小而高效的系统的应用来说,这点至关重要。”该GaN芯片尺寸大小仅为4x3 mm²,为进一步研发更加紧凑的车载充电器奠定了基础。


关键字:弗劳恩霍夫  GaN芯片 编辑:鲁迪 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic462587.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:新一代LED背光驱动器采用专利控制技术 消除PWM可听噪音
下一篇:分析:日产的“隐形到可见”技术如何为自动驾驶汽车铺平道路

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

弗劳恩霍夫开发摄像头雷达模块 提高自动驾驶汽车安全性
当一个孩子跑到马路上时,人类司机平均需要1.6秒踩下刹车踏板。配备雷达或者激光雷达传感器和摄像系统的自动驾驶汽车,其反应时间缩短到0.5秒。但是如果汽车以每小时50公里的速度行驶,踩下刹车前汽车将继续行驶7米。据外媒报道,弗劳恩霍夫可靠性和微集成研究所IZM(Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration IZM)与来汽车行业伙伴InnoSenT、Silicon Radar、 Jabil Optics Germany、AVLJohn Deere以及弗劳恩霍夫开放式通信系统研究所FOKUS, DCAITI(Fraunhofer Institute
发表于 2019-06-08
弗劳恩霍夫开发摄像头雷达模块 提高自动驾驶汽车安全性
弗劳恩霍夫开发新型电池生产工艺
位于德累斯顿的弗劳恩霍夫材料和射线技术研究所的研究人员开发了一种新的生产工艺,旨在实现未来高效,环保的电池生产。 他们用干膜代替液体化学品涂覆储能电池的电极。 这种简化的过程可节省能源并消除有毒溶剂。 一家芬兰公司目前正在成功测试新的IWS技术。越来越多的企业需要更好,更具成本效益的储能生产方法,特别是在德国:所有主要的汽车制造商都推出了雄心勃勃的电动汽车计划,这确保了电池需求的急剧增长。 到目前为止,德国公司一直在亚洲为此目的购买电池。推动这一趋势的主要原因有两个:亚洲科技集团在电池单元的大规模生产方面拥有多年的经验以及这些工艺在生产中消耗了大量的能源。 因此,在德国等电价较高的地区生产成本非常高。这就是电极涂上新的干式转移涂层
发表于 2019-06-05
弗劳恩霍夫开发新型电池生产工艺
国产5G通信基站GaN芯片计划2019年正式推出
随着国内外电信运营5G服务纷纷铺开,5G的角逐正在不断加速。在10日揭幕的2018中国国际应用科技交易博览会上,国产5G通信基站GaN(氮化镓)功率放大器芯片,在中国发明成果转化研究院展区对外亮相。该研究院有关负责人透露,GaN芯片已完成多款产品设计,并已获得中电集团客户认证成功,计划2019年正式推出,将可全面满足中国5G通信基站对射频功率放大器的需求,未来可望实现人与人乃至物联网、生产机器人、无人驾驶“实时无线电通信”。据悉,此举亦打破国外对高性能GaN器件实行对华禁运之垄断。在2018中国国际应用科技交易博览会上,GaN功率放大器芯片对外亮相。(方俊明 摄)“GaN是第三代半导体的代表材料。”中国发明成果转化研究院有关负责人
发表于 2018-12-12
国产5G通信基站GaN芯片计划2019年正式推出
Qorvo CEO:5G时代PA或转向GaN,射频芯片市场仍保持良性增长
)所没有的工艺,在BAW工艺上与安华高平起平坐。在高频芯片的处理器上,BAW工艺的滤波器表现更好,未来这会在业绩上为 Qorvo 带来更高增长。   5G时代GaN更有优势   在研发技术方面,Qorvo一直保持着不断创新的精神,RFMD推出的MicroShield专利技术,通过在射频模块表层加一层合金的涂层,就能实现与金属罩同等的抗干扰功能,并能在保证射频产品一致性的前提下,将智能手机做的很薄,大约降低了0.5mm。这项技术已经广泛应用在目前的高端智能手机上。   从2G、3G到4G时代,智能手机支持的制式越来越多,射频前端走向集成化已成为必然。Bob表示,SIP成为射频器件实现集成化的一个重要趋势。因为对于PA来说最好的技术
发表于 2016-07-15
Navitas: 业界首款氮化镓驱动与功率集成芯片(GaN Power IC)
Navitas(音译:纳微达斯) 半导体日前宣布推出基于其专利的AllGaN™650V单片平台上研发的业界首款氮化镓(GaN)驱动与功率集成芯片。集成逻辑电路、驱动电路的氮化镓功率芯片(GaN Power IC)能够实现比现有的硅电路高10倍至100倍的开关频率, 使得系统体积更小,重量更轻,成本更低。新一代高频(10x~100x),高效率的电源变换器正在应用于智能手机和笔记本充电器、OLED 电视、LED照明、太阳能逆变器、无线充电设备和数据中心电源。   “氮化镓功率管(GaN FET)由于其固有的高开关速度和高开关效率,使其在电力电子市场取代硅类开关器件具有巨大的潜力&rdquo
发表于 2016-04-05
JP Morgan:联发科未获红米2订单全因LTE芯片成本太高
    2015 年 1 月小米科技旗下的中低阶智慧型手机产品线红米手机推出第二代产品,第一代红米手机搭载的是联发科的处理器,第二代红米手机则选择了高通的晶片,JP Morgan 分析师 Alvin Kwock 认为联发科没拿到红米 2 的订单主要是因为前两代的 LTE 解决方案成本太高。 联发科在 2014 年下半年推出了多款 LTE SoC,完成了 LTE 通讯晶片市场高中低阶的布局,由于 LTE 晶片的研发和发表时间晚于高通的同类产品,联发科也失去了多个中国市场的重要订单。原以联发科晶片为主的红米手机产品线,在升级至 4G 版后选择了高通的晶片,第二代红米手机发表后小米科技旗下所有产品均配置高通晶片,对于失去小米手机这
发表于 2015-01-12
小广播
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved