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2023/02/04
纳芯微全新推出集成化的Power Stage产品NSG65N15K，内部集成了高压半桥驱动器和两颗650V耐压的GaN开关管，可广泛适用于快充、储能、服务器电源等多种GaN应用场景。
为进一步发挥GaN高频、高速的特性优势，纳芯微同时推出了集成化的Power Stage产品NSG65N15K，内部集成了半桥驱动器NSD2621和两颗耐压650V、导阻电阻150mΩ的GaN开关管，工作电流可达20A。NSG65N15K内部还集成了自举二极管，并且内置可调死区时间、欠压保护、过温保护功能，可以用于图腾柱PFC、ACF和LLC等半桥或全桥拓扑。
NSG65N15K功能框图
1. NSG65N15K用一颗器件取代驱动器和两颗开关管组成的半桥，有效减少元件数量和布板面积。
NSG65N15K是9*9mm的QFN封装，相比传统分立方案的两颗5*6mm DFN封装的GaN开关管加上一颗4*4mm QFN封装的高压半桥驱动，加上外围元件，总布板面积可以减小40%以上，从而有效提高电源的功率密度。同时，NSG65N15K的走线更方便PCB布局，有利于实现简洁快速的方案设计。
2. NSG65N15K的合封设计有助于减小驱动和开关管之间的寄生电感，简化系统设计并提高可靠性。
如下图所示，传统的分立器件方案，会引入由于PCB走线造成的栅极环路电感Lg_pcb和由于GaN内部打线造成的共源极电感Lcs。
传统分立方案引入寄生电感
其中，栅极环路电感Lg_pcb会在栅极电压开通或关断过程产生振铃，如果振铃超出GaN的栅源电压范围，容易造成栅极击穿；并且在上管开通过程中，高dv/dt产生的米勒电流会在下管的Lg_pcb上产生正向压降，有可能造成GaN的栅极电压大于开启电压，从而误导通。而共源极电感Lcs造成的影响，主要是会限制GaN电流的di/dt，增加额外的开关损耗；此外，在GaN开通过程电流增大，由于di/dt会在Lcs上产生正向压降，降低了GaN的实际栅极电压，增大了开通损耗。
NSG65N15K减小杂散电感的影响
如上图所示，NSG65N15K通过将驱动器和GaN合封在一起，消除了共源极电感Lcs，并且将栅极回路电感Lg也降到最小，避免了杂散电感的影响，可以有效地提高系统效率与可靠性。
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