Renesas étend son portefeuille de composants au nitrure de gallium avec sa première famille de transistors de puissance GaN basse tension de 100 V. Ces composants à enrichissement, normalement bloqués, visent les applications exigeant un rendement élevé et une forte densité de puissance : centres de données pour l’IA, robots humanoïdes, automatisation, entraînements industriels, outillage électrique et micro-onduleurs solaires.
Quatre références composent cette famille : RTP100E005G1FL, RTP100E2P6G1FL, RTP100E1P8G1FL-DSC et RTP100E1P2G1FL-DSC.
Limiter les pertes par commutation et par conduction
Les transistors présentent une faible charge totale de grille Qg et une faible charge de sortie Qoss, afin de limiter les pertes lors des commutations. Leur charge de recouvrement inverse est nulle, avec Qrr = 0. La résistance à l’état passant RDS(on), comprise entre 1,2 et 5 mΩ selon la référence, contribue à réduire les pertes par conduction.
Selon le fabricant, les facteurs de mérite sont réduits jusqu’à 35 % en commutation dure et jusqu’à 63 % en commutation douce par rapport à des composants GaN comparables. Ces indicateurs portent sur les performances des transistors et ne constituent pas une mesure directe du rendement d’un système complet.
Augmenter la fréquence pour réduire l’encombrement
La commutation rapide permet d’envisager des fréquences de fonctionnement plus élevées, avec une réduction de la taille des composants magnétiques et passifs. Les applications comprennent le redressement synchrone, les convertisseurs abaisseurs multiphasés et les commandes de moteurs.
À l’échelle du système, le constructeur annonce une baisse des pertes de commutation de 40 à 70 % et une densité de puissance pouvant être doublée, selon les exigences de l’application et l’architecture de conversion. La diminution des pertes vise également à alléger les besoins de refroidissement.
Des boîtiers pour faciliter la migration depuis le silicium
La famille est proposée en boîtiers FCLGA et FCLGA-DSC, avec refroidissement par la face inférieure ou par les deux faces. Les empreintes compatibles avec celles de MOSFET silicium visent à réduire les modifications du circuit imprimé lors d’une migration vers le GaN.
Ces composants de 100 V peuvent notamment intervenir dans les étages basse tension d’architectures associant une distribution à 800 V continu et un bus de 48 V. Ils ne sont pas destinés à être raccordés directement au bus de 800 V.
Les transistors et leurs cartes d’évaluation sont annoncés disponibles. Des architectures de référence complètent l’offre, dont une solution DCX LLC de 6 kW pour la conversion de 800 vers 48 V et une plateforme de servocommande industrielle en courant continu.
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