Vitesco Technologies使用英飞凌infineon的CoolGaN™晶体管展示了DCDC转换器的最高功率密度

DCDC转换器在任何电动或混合动力汽车中都是必不可少的，用于将高压电池连接到低压辅助电路。这包括12V电源前照灯、车内灯、雨刮器和车窗电机、风扇，以及48V电压下的泵、转向驱动器、照明系统、电加热器和空调压缩机。此外，DCDC转换器对于开发具有越来越多低压功能的更实惠、更节能的车辆非常重要。

根据TechInsights[1]，2023年，全球汽车DC-DC转换器市场规模为40亿美元，预计到2030年将增长到110亿美元，在预测期内复合年增长率为15%。氮化镓（GaN）在这里起着至关重要的作用，因为它可用于提高DCDC转换器和车载充电器（OBC）的功率密度。

因此，现代驱动技术和电气化解决方案的领先供应商Vitesco Technologies选择了GaN来提高其Gen5+GaN Air DCDC转换器的能效。英飞凌infineon的CoolGaN™晶体管650 V显著提高了整体系统性能，同时最大限度地降低了系统成本并提高了易用性。因此，Vitesco创建了新一代DCDC转换器，为电网、电源和OBC的功率密度（效率超过96%）和可持续性设定了新的标准。

GaN基晶体管在高频开关应用中的优势是相当大的，但更重要的是其高开关速度，已从100 kHz提高到250 kHz以上。这使得即使在硬开关半桥中也能实现非常低的开关损耗，同时将热损耗和整体系统损耗降至最低。此外，英飞凌infineon的CoolGaN晶体管具有高开启和关闭速度，并采用顶部冷却的TOLT封装。它们是风冷的，不需要液体冷却，从而降低了整体系统成本。650V器件还提高了功率效率和密度，实现了800V的输出。此外，它们的导通电阻（R DS（ON））为50mΩ，瞬态漏极到源极电压为850V，I DS最大为30A，I DSmax脉冲为60A。

英飞凌infineon系统业务线负责人高级副总裁兼总经理Johannes Schoiswohl表示：“我们很高兴看到Vitesco Technologies等行业领导者使用我们的GaN器件并在应用中进行创新。”。“GaN的最终价值在它改变范式时得到了证明，就像这个从液冷系统转变为风冷系统的例子一样。”

凭借GaN晶体管，Vitesco Technologies能够设计出具有被动冷却功能的Gen5+GaN Air DCDC转换器，从而降低了系统的整体成本。GaN器件还允许简化转换器设计和机械集成。因此，DCDC转换器可以灵活地放置在车辆中，减少了制造商的工作量。使用GaN还可以将转换器的功率提高到3.6 kW，功率密度提高到4.2 kW/l以上。与Gen5液冷转换器相比，Gen5+GaN空气DCDC转换器的效率超过96%，热性能得到改善。它们在14.5V的连续电压下提供248A的两相输出。可以组合相位以实现最大输出功率。尽管如此，也可以在部分负载条件下关闭一相，并在两相之间交织开关频率。

此外，通过串联切换两相的输入，基于CoolGaN功率晶体管650V的转换器可用于实现800V架构，而不会超过器件的最大阻断电压。转换器还具有隔离半桥拓扑结构，由GaN基半桥、完全隔离变压器和每相有源整流器单元组成。

英飞凌infineon的CoolGaN™晶体管650 V显著提高了整体系统性能，同时最大限度地降低了系统成本，提高了易用性。