Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Azotek galu - nowy materiał dla energoelektroniki

ghost666 12 Apr 2017 22:06 2622 0
Optex
  • Azotek galu - nowy materiał dla energoelektroniki
    Na targach APES 2017, na stanowisku EPC (Efficient Power Cobversion) spotkać można było współzałożyciela firmy i jego obecnego CEO Alexa Lidowa. Prowadzona przez niego firma opracowuje od 2007 roku nowoczesne rozwiązania. W ciągu dziesięciu lat pracy, badacze sukcesywnie dołączający do spółki opracowali elementy elektroniczne mocy oparte o azotek galu - GaN. Specjalistom tym udało się doprowadzić do perfekcji te układy i wprowadzić je do masowej produkcji, dzięki czemu projektanci urządzeń elektronicznych dostęp mają do nowatorskich układów o parametrach nieporównywalnych do konkurencji.

    Jedną z aplikacji elementów wykonanych z GaNu są systemy mające gwarantować bezpieczeństwo na naszych drogach - LIDARy. Doktor John Glaser był kluczową osobą, która w EPC odpowiedzialna była za opracowanie systemów LIDARowych wykorzystujących elementy z GaNu. Dzięki stworzenie tego rodzaju systemu, produkty EPC implementowane są obecnie niemalże w każdym lidarze stosowanym w przemyśle motoryzacyjnym, będącym obecnie najbardziej wymagającym odbiorcą tego rodzaju urządzeń.



    Jak tłumaczy Glaser, kulminacją prac nad opracowywanie systemu było stworzenie płytki demonstracyjnej EPC9126. Prezentuje ona możliwości obecnie najlepszego na rynku sterownika, jaki zastosowany może być w motoryzacyjnym systemie LIDARowym. EPC9126 to układ, będący driverem diody laserowej, zdolnej do dostarczeniu napięcia aż 100 V przy prądzie (impulsowym) do 75 A przy szerokości impulsu 5 ns i wypełnieniu 10%. Wszystko to możliwe jest dzięki wykorzystaniu stworzonego przez ePC tranzystor polowego wykonanego w technologii eGaN - EPC2016C. W opisywanym module układ ten jest kontrolowany poprzez drivery bramki UCC2761 firmy Texas Instruments. W opisywanym module dioda laserowa wyzwalana może być bezpośrednio z linii zasilania lub poprzez kondensator rozładowujący. Moduł umożliwia szereg sposobów montowania diody w rozmaitych obudowach.

    Płytka demonstracyjne EPC9126 (na zdjęciu powyżej) zaprojektowana została głównie jako driver diody laserowej, sterujący nią poprzez kondensator. Moduł oparty jest o nowatorski eGaNowy FET ePC2016C oraz komercyjnie dostępny driver bramki od TI. Firma ma w zanadrzu jeszcze jeden podobny tranzystor - EPC2001C, który oferuje kanał o rezystancji 7 mΩ, tak samo wysokie napięcie pracy równe 100 V i dwukrotnie wyższy prą - aż do 150 A w impulsie.

    Jak zwraca uwagę dr Glaser dostępne są dwie techniki sterowania diodami laserowymi. W systemach LIDARowych, gdzie liczy się prędkość działania układu konieczne jest minimalizowanie czynników, mających wpływ na prędkość działania drivera: rezystancja kanału, ładunek bramki oraz indukcyjność bramki oraz źródła zastosowanego tranzystora polowego. Na rysunku poniżej zaprezentowano dwie najpopularniejsze metody sterowania diodami tego rodzaju.

    Azotek galu - nowy materiał dla energoelektroniki


    Diody laserowe w aplikacjach LIDARowych steruje się albo (A) poprzez wyładowanie pojemnościowe drivera oraz (B) poprzez zwykły kontrolowany tranzystorem polowym driver. Prostota oraz możliwość pracy z wyższą indukcyjnością elementów czynią pierwszą, pojemnościową, popularniejszą.

    W przypadku sterowania diody laserowej poprzez tranzystor polowy, spełnionych musi być szereg warunków: po pierwsze prąd na wyjściu narastać musi na tyle wolno, aby indukcyjność toru sterowania nie powodowała degradacji impulsu. Oznacza to generalnie, że czasy opadania i narastania napięcia na wyjściu są rząd wielkości dłuższe niż w przypadku sterowania z pojemnością - to nie będzie działać najlepiej w systemie LIDARowym. Dlatego też moduł prezentowany przez EPC wykorzystuje domyślnie metodę wyładowania przez kondensator.

    Podsumowując - co oferują tranzystory polowe eGaN aplikacjom LIDARowym>

    * Szybsze czasy przełączania, przekładające się na dokładniejsze i krótsze impulsy.
    * Większa wydajność systemu, dzięki zwiększeniu częstotliwości repetycji impulsów.
    * Mniejsze wymiary płytki drukowanej i całego układu, co przekłada się na zwiększenie gęstości mocy układu oraz zmniejszenie indukcyjności ścieżek w urządzeniu.

    Azotek galu - nowy materiał dla energoelektroniki


    Impulsy sterujące diodą laserową w LIDARze można było obejrzeć na stanowisku firmy na targach. Na zdjęciu powyżej widać subnanosekundowe czasy narastania sygnału, co przekłada się na precyzyjniejsze pomiary LIDARu, pozwalające na lepsze monitorowanie odległości i prędkości innych pojazdów na drodze.

    Źródło: http://www.edn.com/design/power-management/4458231/GaN-applications--The-next-step-in-power-management-growth-

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 11215 posts with rating 9468, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • Optex