“與Si基系統相比,採用GaN功率器件的新型變換器擁有更高的功率輸出密度和更高的能量轉換效率,可以使系統小型化、輕量化,能夠有效降低車載設備的體積和重量。”
據行業預測,汽車電子將成為GaN 的下一個藍海市場。當前,新能源汽車的續航、充電速度、輕量化是持續需要優化的方向。其中,逆變器、OBC、DC-DC、48V輕混系統、BMS等場景將是GaN的發揮空間。

針對汽車電子中的48V輕混系統應用,英諾賽科推出了2.4kW 雙向buck/boost 參考設計,為48V輕混系統提供先進解決方案。該方案採用四相同步Buck/Boost結構實現高效率轉換,每一相的上管採用2顆INN100W032A並聯,下管採用2顆INN100W032A並聯,總共16 顆INN100W032A。
主要參數
尺寸
165mm×155mm×25mm
效率
Boost(2.2kW) 滿載效率:96.53%
Buck(2.4kW) 滿載效率:97.33%
功率密度
61.5W/in^3
InnoGaN
INN100W032A ×16
拓撲結構

效率數據
實測數據顯示,英諾賽科48V輕混方案在Buck模式下,最大輸出功率2400W,效率為97.3%,Boost 模式下,最大輸出功率2200W,效率96.5%。

與同等 Si 方案相比,在Buck模式輸出 1800W 的條件下,效率提升 0.5%,損耗下降約 9.6W;輸出功率2400W條件下,效率提升1.8%,損耗下降約 46.5W,同等功率情況下,可以減少散熱措施,降低變換器的體積和重量。
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Buck
與同等 Si 方案相比,在輸出 1800W 的條件下,Boost 效率提升 0.4%,損耗下降約 7.7W。

Boost
器件性能
2.4kW buck/boost 採用16顆 InnoGaN - INN100W032A 實現低功耗效率轉換。

INN100W032A 是一顆耐壓 100V,導阻 3.2mΩ 的增強型 InnoGaN 器件,採用 WLCSP 3.5mmx2.13mm 封裝,與Si 器件相比,INN100W032A 具備更低的導通電阻、極低的柵極電荷以及無反向恢復損耗等特性,體積十分小巧。與目前主流的 Si MOSFET 相比, INN100W032A 的硬開關品質因數僅為其 16%,軟開關品質因數也僅為其 39%,可大大降低在 Buck/Boost 應用中開關器件的損耗,提升效率。

除了在 buck/boost 中應用,該器件在 Class-D、通信基站、電機驅動等應用中也具備較大優勢。
方案優勢
2.4kW buck/boost 方案是英諾賽科為輕混汽車48V系統提供的基於氮化鎵的先進解決方案,與當前的 Si 解決方案相比,Buck滿載效率(2400W)提升1.8%,整機損耗減小41%。

應用領域
2.4kW buck/boost 將高性能 GaN 與先進的方案設計相結合,不僅能夠有效地提升新能源車 48V 系統的整體效率,而且還可以廣泛應用於儲能領域,為新能源汽車和儲能產品提供了可靠、高效、節能的解決方案。