1. 前言

云鎵半導體在工業級GaN產品上不斷耕耘，推出系列化GaN功率器件以及驅動器產品。在應用DEMO上陸續展示了鈦金3000W服務器電源及600W微型逆變器。本文從器件參數、系統DEMO及驅動器角度全方位解讀云鎵工業級GaN產品系列。

2. 云鎵工業級 GaN 產品參數優勢

聚焦數據中心與再生能源等應用，云鎵半導體陸續推出適合不同功率段的GaN器件，形態覆蓋DFN8*8、TOLL和TOLT等，更有 650V/150A 超大電流的 GaN 管芯。

通過器件設計與工藝平臺的共同優化，將GaN關鍵性能參數 Ron,max*Qg 以及 Ron,max*Qoss大幅優化，很好解決了導通損耗與驅動損耗、開關損耗的trade-off問題。同時基于更優化的走線方案以及工藝升級，管芯面積較業界同行大幅縮減，在DFN8*8封裝里可以實現極低內阻 50m?。

在器件參數上，以650V/30m?器件為例，云鎵半導體GaN產品在柵電荷Qg、輸出電荷Qoss、輸出電容存儲能量Eoss均領先于國內同行，與國際頭部廠商持平。在電源應用中表現出更快的驅動速度（更低的驅動損耗）、更快的開關速度（更低的開關損耗）、更低的輸出電容損耗，從而實現更高的開關頻率，更小的電源體積，更高的電源密度。單片集成的 ESD防護電路提供了2kV HBM 等級，確保 GaN 器件在 PCB 生產組裝環節更加安全可靠。詳細參數，可以訪問云鎵官網獲取規格書。

3. 鈦金 3000W 服務器電源應用

基于自研的650V/30m? CG65030TAD，云鎵實現3000W 服務器電源DEMO，實物圖如下。電源拓撲為PFC + LLC（PFC 與 LLC 子板各 4 顆 30m? GaN）。在溫升與效率對比上，使用廠商Vendor-B 的同規格TOLL器件進行測試對比。

如下為 PFC 側 GaN 器件測試波形，PFC最高開關頻率達到將近 500kHz。

在與國內廠商Vendor-B的溫升與效率對比實驗中，半載效率上，CG65030TAD相較于同規格友商的TOLL器件效率高0.5%，溫升較友商低~10攝氏度。

4. GaN專用驅動器與DrGaN

E-mode GaN器件的驅動電壓一般在5~7V，若采用傳統 SiMOSFET驅動器，需增加額外的R/C元件，造成一定的驅動復雜度以及可靠度問題，在消費電子應用尚可，在工業電源推廣風險極大。另一種解決方案——限制驅動器的供電電壓在6V附近，又要額外引入穩壓電路，給電源設計工作者造成諸多不便。

基于上述問題，云鎵推出針對E-mode GaN的專用驅動器CGC02201，其是一款針對GaN 的單通道Low-Side柵極驅動器，拉電流能力強，峰值拉電流可達4A，適合Boost-PFC，Totem-pole PFC和LLC等電路拓撲，如下為典型應用電路：

產品主要特點：

寬供電電壓范圍VCC

集成線性穩壓器，供電電壓最高達18V，內置穩壓電路可提供穩定的6V末級供電，確保GaN器件柵極能穩定接受6V的驅動信號。

寬PWM輸入幅度

輸入PWM幅值最高達18V，兼容傳統硅基器件控制器，為電源設計提供極大便捷。

獨立的SGND與PGND設計

采用獨立的SGND和PGND設計，實現輸出和輸入間的信號隔離，提升系統可靠度。

獨立的柵極開啟與關斷回路設計

采用獨立的OUT+ 和OUT- 設計，實現獨立可調的開啟和關斷速度。

靈活可調dV/dt

通過調整外接Rg大小，靈活調整turn-on slew rate，提供足夠的EMI調整空間。

產品組合上，云鎵推出DrGaN產品系列：“Dr+LS”單邊合封、“Dr+HB”半橋合封產品。