Infineon i Enphase wprowadzają przełączniki GaN 900 V

Enphase Energy, działająca w branży technologii energetycznych, zastosuje je w modułach mocy z transformatorami półprzewodnikowymi (SST). Rozwiązania te znajdą zastosowanie między innymi w centrach danych wykorzystujących sztuczną inteligencję.

Nowe urządzenia rozszerzają zakres napięcia roboczego technologii GaN do 900 V. Jednocześnie zachowują jej właściwości przełączania wysokoczęstotliwościowego. Dzięki temu umożliwiają projektowanie kompaktowych architektur konwersji mocy o wysokiej sprawności, również na potrzeby centrów danych AI.

Źródło: materiały prasowe

Transformatory półprzewodnikowe w systemach dystrybucji energii

Węglik krzemu (SiC) znajduje szerokie zastosowanie w wysokonapięciowych systemach konwersji mocy. Rozwiązania te umożliwiają pracę z wysoką częstotliwością oraz integrują funkcję przełączania dwukierunkowego. Dzięki temu projektanci zyskują dodatkowe możliwości konstruowania systemów konwersji energii.

– Przyszłość konwersji mocy będzie opierać się na szerokiej gamie technologii półprzewodnikowych. Dzięki naszemu nowemu monolitycznemu tranzystorowi BDS CoolGaN 900 V rozszerzamy zakres jej zastosowań. Klienci mogą korzystać ze sprawności i gęstości mocy charakterystycznych dla GaN. Jednocześnie wprowadzamy tę technologię do klasy napięciowej, która otwiera nowe możliwości projektowania systemów konwersji mocy – powiedział Adam White, prezes działu Power Systems w Infineon.

Zastosowanie GaN 900 V w centrach danych AI

Współpraca Infineon i Enphase Energy dotyczy między innymi transformatora półprzewodnikowego Enphase IQ SST. W takich obiektach gęstość mocy, sprawność oraz czas nieprzerwanej pracy wpływają bezpośrednio na opłacalność każdego wdrożonego megawata.

Producenci oczekują również korzyści z zastosowania technologii w komercyjnych falownikach solarnych. Przełączniki GaN BDS 900 V umożliwiają projektowanie trójfazowych układów typu „line-to-line”. Dotyczy to instalacji o napięciu 480 V w Stanach Zjednoczonych oraz 400 V w innych regionach. Takie konstrukcje mogą wymagać mniejszej liczby przełączników. Pozwalają one ograniczać straty energii oraz obniżać koszty całego systemu.

Doświadczenia Enphase z technologią GaN

– GaN nie jest dla nas nowością. Technologia ta jest już stosowana w mikroinwerterach IQ9 firmy Enphase w warunkach rzeczywistych – powiedział Hans van Antwerpen. Pełni on funkcję starszego wiceprezesa i dyrektora ds. technologii w Enphase Energy.

Monolityczne urządzenia GaN typu BDS różnią się od konwencjonalnych przełączników mocy. Łączą bowiem dwukierunkowe blokowanie napięcia oraz przewodzenie prądu w jednym elemencie. Dzięki temu projektanci mogą tworzyć prostsze stopnie mocy, które wymagają mniejszej liczby komponentów.

Ponadto wyższe napięcie blokujące umożliwia obsługę wyższych napięć systemowych przy mniejszej liczbie stopni konwersji mocy. Rozwiązanie wspiera więc rozwój architektur dystrybucji energii o napięciu 800 V. Technologia może również znaleźć zastosowanie w przyszłych architekturach wykorzystujących napięcie 1500 V DC.

Współpraca Infineon i Enphase nad rozwojem GaN BDS

W ramach współpracy Enphase kierowała pracami rozwojowymi oraz demonstracjami na poziomie całego systemu. Firma opierała te działania na ponad dziesięcioletnich wewnętrznych badaniach nad konwersją mocy z wykorzystaniem GaN. Z kolei Infineon zapewniał wsparcie technologiczne i inżynieryjne.

Obie firmy współpracowały już wcześniej nad technologią GaN BDS 650 V. Rozwiązanie to opracowywały na potrzeby mikroinwerterów Enphase IQ9. Nowe urządzenia GaN BDS 900 V przeszły pomyślnie testy. Obecnie Enphase wprowadza je do procesu rozwoju produktu IQ SST. Firma planuje w najbliższym czasie przeprowadzić kwalifikację nowych przełączników do produkcji.