盡管工業電源（包括數據中心）的形狀和尺寸各異，但是它們的共同之處是需要保持安全、高效和穩定。由于工業電源需要在各種負載下，全天候保持高效率，因此80 PLUS認證一經推出就成為許多任務業電源的重要指標。為了提高電源的效率，80 PLUS鈦金級電源的設計人員正在尋找650 V GaN FET，實現更小、更快、更涼、更輕的系統，同時降低總體系統成本。

提高效率既是行業的關鍵性挑戰，也是創新驅動力。社會需求壓力、歐盟生態設計指令和能效標簽法規都要求提高各類工業電源(PSU)的效率。在通信、服務器和工業基礎設施領域中，功率轉換效率和功率密度至關重要。對于全天候高負荷系統的運營公司，每提高一點效率都會對運營成本產生重大影響。

因此，盡管80 PLUS銅牌和金牌的效率通常足以滿足消費類設備的需求，但80 PLUS鉑金牌PSU和鈦金牌電源帶來的額外效率改善，可以大幅降低功耗，從而節省可觀的電費。除此之外，針對單路輸出電源和多路輸出電源的法規也要求進一步提高效率。對單路輸出電源和多路輸出電源的要求是截止到2019年分別達到80 PLUS鉑金牌和80 PLUS金牌級別。到2023年，認證級別還要提高，單路輸出電源必須達到80 PLUS鈦金牌級別，多路輸出電源必須達到80 PLUS鉑金牌級別，到2026年，單路輸出電源和多路輸出電源都必須達到80 PLUS鈦金牌級別。

80 PLUS效率標準

選用Nexperia GaN FET進行轉換器效率優化

Nexperia GaN FET既能幫助電源制造商提高鈦金牌電源的效率和功率密度，還能提高成本效益。首要因素是更好的開關性能，因為較低的Qrr和快速的電流電壓轉換可以減少開關損耗并提高整體系統效率。其次是更好的系統效率，這有助于減少散熱的需求以及封閉環境中的相關運行成本。此外，更小更輕的系統可以更加高效，從而增加設計的功率密度。

我們的共源共柵技術是實現更高效率和更可靠電源設計的另一個原因。這意味著我們的GaN FET不需要復雜和專用的柵極驅動器。實際上，憑借4 V的高閾值電壓和0至12 V的驅動電壓，它們可以使用實惠的標準柵極驅動器。由于較低的Vsd在反向導通模式下具有較低的損耗，因此它們方便選用不同的死區時間設計和更高的工作頻率。 對于的工業應用，具有+/-20V柵極耐壓和瞬態過壓能力，它們不易受柵極反彈和瞬態尖峰的影響，因此更加可靠。

對于80 PLUS鈦金級電源的積極影響

從電源應用的角度來看，這意味著什么？Nexperia GaN FET可實現上述所有系統優勢的兩種拓撲是AC-DC PFC和DC-DC LLC或相移全橋(PSFB)。

在2-3 kW電源中使用無橋圖騰柱PFC，讓我們對比一下，Si和GaN差異。在采用有源整流橋并搭配Si交錯拓撲的效率，只能接近GaN圖騰柱。從電路圖中可以看出，使用GaN FET的圖騰柱架構可大幅減器件數量（電感、二極管和MOSFET），并且得益于設計的簡單性，還能減少磁材并使用更小的EMI濾波器。有望節省系統BoM高達30%，同時提高效率。?

在進行DC-DC轉換時，GaN FET還可用于多種配置，包括LLC或
相移全橋(PSFB)。較低的電流和較低的磁通擺幅有助于實現較低的磁損耗
和更快的響應速度。對于LLC設計，這意味著較低的RMS電流；而對于PSFB設計，這意味著在輕負載條件下具有更寬的ZVS范圍。

基于GaN的高效DC-DC配置

Nexperia全新GaN器件

當然，正如我們從芯片MOSFET中了解到的，最大限度地提高效率的一種方法是降低RDS(on)。我們GaN產品組合推出的第一款設備是GAN063-650WSA，它是一款能夠滿足1-3 kW應用的50 mOHm器件。與H1 GaN技術相比，我們新推出的H2 GaN技術帶來了多項改進，包括優化了動態參數(Qoss/Coss)，從而提高了開關性能。所以我們基于H2的全新GAN041-650WSB具有僅35 mOhms的典型RDS(on)，可以用于功率更高的系統（通常功率在3 kW以上）。

審核編輯：郭婷