您是否知道iCoupler技术为AC / DC设计中的氮化镓（GaN）晶体管带来了优势？大型数据中心，企业服务器或电信交换机使功耗迅速增加，因此高效的AC / DC电源对于电信至关重要，数据通信基础架构的发展至关重要。

但是，电力电子行业中的硅MOSFET已达到其理论极限。

同时，氮化镓（GaN）晶体管最近已成为高性能的开关，可以代替硅基MOSFET，从而提高了能量转换效率和密度。

为了利用GaN晶体管的优势，需要一种具有新规格的新隔离解决方案。

GaN晶体管的开关速度比硅MOSFET的开关速度快得多，并且由于栅极电容和输出电容较低的事实，可以降低开关损耗。

较低的漏极-源极导通电阻（RDS（ON））使电流工作更高，从而降低了传导损耗。

不需要体二极管，因此反向恢复电荷（QRR）低或为零。

GaN晶体管支持大多数AC / DC电源，其中包括单独的功率因数校正（PFC）和DC-DC部分：前端，无桥PFC和后续的LLC谐振转换器（两个电感器和一个电容器）。

这种拓扑完全依赖于图1所示的半桥和全桥电路。

如果使用数字信号处理器（DSP）作为主控制器，并用GaN晶体管代替硅MOSFET，则需要一种新的隔离技术来处理更高的开关频率。

这主要包括隔离的GaN驱动器。

图1.适用于电信和服务器应用的典型AC / DC电源。

典型的隔离解决方案和UART通信隔离要求。

从以前的模拟控制系统更改为DSP控制系统时，需要将脉冲宽度调制（PWM）信号与其他控制信号Open隔离开。

双通道ADuM121可用于DSP之间的UART通信。

为了最小化隔离所需的系统总体尺寸，环氧树脂密封剂用于电路板组装。

小尺寸和高功率密度对于AC / DC电源的开发至关重要。

市场需要小包装隔离器产品。

与MOS相比，PFC的部分隔离与GaN相比，传输延迟/偏斜，负偏置/钳位和ISO栅极驱动器尺寸非常重要。

为了使用GaN驱动半桥或全桥晶体管，PFC部分可以使用单通道驱动器ADuM3123，而LLC部分可以使用双通道驱动器ADuM4223。

为隔离栅ADI的isoPower＆reg;后的设备供电该技术旨在跨隔离栅传输功率。

ADuM5020紧凑型芯片解决方案使用该技术将GaN晶体管的辅助电源与栅极的辅助电源相匹配。

隔离要求为了充分利用GaN晶体管，要求隔离的栅极驱动器具有最大允许栅极电压＆lt; 7 V开关节点dv / dt＆gt; 100 kV / ms，CMTI为100 kV / µs。

650 V应用时为200 kV / µs，高和低开关延迟匹配≤50ns负电压钳位（-3 V）用于关断有多种解决方案可同时驱动半桥的高侧和低侧晶体管。

关于传统的电平转换高压驱动器有一个传说，即最简单的单芯片解决方案仅在基于硅的MOSFET中广泛使用。

在某些高端产品（例如，服务器电源）中，ADuM4223双通道隔离驱动器用于驱动MOS，以实现紧凑的设计。

但是，当使用GaN时，电平转换解决方案具有一些缺点，例如传输延迟长，共模瞬变抗扰度（CMTI）受限，并且高开关频率的效果也不理想。

与单通道驱动器相比，双通道隔离驱动器缺乏布局灵活性。

同时，难以配置负偏差。

表1比较了这些方法。

表1.驱动GaN半桥晶体管的不同方法的比较。

图2.为了在isoPower器件中实现UART隔离和PFC部分隔离，需要ISO技术及其要求。

对于GaN晶体管，可以使用单通道驱动器。

ADuM3123是典型的单通道驱动器，可以使用齐纳二极管和分立电路提供外部电源，以提供负偏压（可选），如图3所示。

新趋势：定制的隔离式GaN模块目前，GaN设备通常与驱动程序分开包装。

这是因为GaN开关和隔离驱动器的制造工艺不同。

将来，将GaN晶体管和隔离栅驱动器集成到同一封装中将减小寄生电感t