sustituyendo los interruptores FET convencionales en configuración back-to-back por un único dispositivo de bajas pérdidas, conmutación rápida y fácil control.
Topología de una sola etapa: mayor eficiencia y menos componentes
Los diseños actuales de conversión de potencia utilizan interruptores unidireccionales de silicio o carburo de silicio (SiC), que solo bloquean corriente en una dirección cuando están apagados. Esto obliga a dividir la conversión en varias etapas con múltiples circuitos de conmutación.
Por ejemplo, un microinversor solar típico emplea un puente completo de cuatro interruptores para convertir de DC a DC, seguido de una segunda etapa para generar la salida AC. Incluso en diseños modernos de una sola etapa, se requieren interruptores en configuración back-to-back, lo que multiplica por cuatro el número de dispositivos y reduce la eficiencia.
La tecnología GaN bidireccional cambia este paradigma. Al integrar el bloqueo bidireccional en un único dispositivo, la conversión puede realizarse en una sola etapa con menos interruptores. En un microinversor solar típico, bastan dos dispositivos SuperGaN® bidireccionales de Renesas, eliminando condensadores intermedios y reduciendo a la mitad el número de interruptores.
Además, el GaN permite conmutaciones rápidas y baja carga almacenada, lo que posibilita mayores frecuencias y mayor densidad de potencia. En aplicaciones reales, esta arquitectura ha demostrado eficiencias superiores al 97,5%.
Alto rendimiento y compatibilidad con drivers de silicio
Los dispositivos SuperGaN de 650V de Renesas se basan en una tecnología propietaria normalmente apagada (normally-off), robusta y fácil de controlar. El TP65B110HRU combina un chip GaN bidireccional de alto voltaje con dos MOSFETs de silicio de bajo voltaje, ofreciendo:
Alta tensión de umbral (3V)
Amplio margen de puerta (±20V)
Diodos internos para conducción inversa eficiente
A diferencia de otras soluciones GaN (modo enhancement), este dispositivo es compatible con drivers estándar sin necesidad de polarización negativa, lo que simplifica el diseño y reduce costes.
También ofrece alta inmunidad dv/dt (>100 V/ns), conmutación rápida y estable, y excelente rendimiento tanto en conmutación suave como dura. Esto lo hace ideal para topologías exigentes como los rectificadores tipo Vienna.
Según Rohan Samsi, vicepresidente de la división GaN de Renesas, esta innovación permite a los clientes lograr mayor eficiencia, reducir componentes, minimizar el tamaño de PCB y disminuir costes del sistema.
Características clave del TP65B110HRU
±650V nominal continuo (AC y DC)
±800V transitorio
Protección ESD de 2kV
110 mΩ típico (RSS,ON)
Umbral de puerta de 3V
Sin necesidad de tensión negativa
±20V máximo Vgs
100 V/ns dv/dt
Baja caída de tensión en conducción libre (1.8V)
Encapsulado TOLT con disipación superior
Disponibilidad
El TP65B110HRU ya está disponible para producción. Los clientes también pueden adquirir el kit de evaluación RTDACHB0000RS-MS-1 para pruebas con diferentes configuraciones de control y conmutación suave (ZVS).
