La tecnologia GaN (nitruro di gallio) applicata ai ricaricatori a bordo veicolo (OBC) consente di realizzare un significativo salto qualitativo nelle applicazioni automobilistiche EV.
GaN Systems, azienda canadese recentemente acquisita da Infineon Technologies, ha annunciato in occasione di APEC 2023 un nuovo progetto di riferimento per caricatori di bordo (OBC) da 11kW/800V basato su GaN che offre densità di potenza superiore del 36% e costo della distinta base (BOM) inferiore fino al 15% rispetto alle soluzioni con dispositivi al carburo di silicio (SiC).
L’utilizzo di transistor GaN in un OBC da 800 V è un’innovazione rivoluzionaria che distingue questa soluzione da 11 kW/800 V dalla concorrenza. Fornendo una notevole densità di potenza e un costo BOM inferiore, l’OBC combina una topologia flying capacitor a tre livelli per una struttura PFC totem-pole senza ponte e un doppio ponte attivo rispettivamente in AC/DC e DC/DC.
I transistor GaN, nella topologia a tre livelli con prestazioni di commutazione superiori, riducono della metà lo stress di tensione del transistor e consentono di utilizzare l’economico GaN da 650 V in questa e molte altre applicazioni da 800 V.
Caratteristiche principali
- Densità di potenza superiore del 36% rispetto al carburo di silicio
- Efficienza di picco dello stadio AC/DC > 99%, Efficienza di picco dello stadio DC/DC > 98,5%
- Minore perdita di potenza totale dei semiconduttori
- Riduzione al minimo del gate ringing, minore rumore e ringing durante le transizioni di commutazione
- Prestazioni termiche migliorate grazie all’utilizzo di un’interfaccia IMS
I semiconduttori di potenza GaN aumentano l’efficienza dell’OBC riducendo le perdite di commutazione e la dissipazione di potenza durante il funzionamento. Questa maggiore efficienza riduce le perdite di potenza durante la ricarica dei veicoli elettrici, rendendo l’OBC significativamente più conveniente e più efficiente dal punto di vista energetico. Ad esempio, la maggiore efficienza della soluzione riduce la complessità e il costo della progettazione del sistema di raffreddamento. Il design compatto e altamente efficiente aiuta a ridurre le dimensioni e il peso complessivo dell’OBC, liberando spazio e peso che possono essere assegnati ad altre applicazioni EV.
“Il progetto di riferimento del caricatore di bordo da 800 V supportato dalla tecnologia GaN è un importante progresso che accelererà l’adozione di GaN nel settore automobilistico“, ha affermato Jim Witham, CEO di GaN Systems. “Il nostro nuovo design all’avanguardia offre straordinari guadagni in termini di efficienza, densità di potenza, costi, termiche e riduzione dell’impronta di CO2 per fornire una soluzione rivoluzionaria per i nostri clienti automotive“.
Ulteriori informazioni sul nuovo caricabatterie integrato (OBC) da 11kW 800V basato su GaN sono disponibili qui.
GaN Systems è leader globale nei semiconduttori di potenza GaN con il più ampio portafoglio di transistor che soddisfano in modo univoco le esigenze dei settori più esigenti di oggi, tra cui elettronica di consumo, server e alimentatori per data center, sistemi di energia rinnovabile, motori industriali ed elettronica automobilistica.
