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14 Elektronik 0 8 2025 PCIM LeIstungseLektronIk GaN-FETs besitzen jedoch keine Body-Dioden die während der Totzeit den Stromfluss übernehmen könnten Sie leiten stattdessen den Strom während der Totzeit selbst wobei die Spannung in Durchlassrichtung zwischen 2 und 4 Vliegt verglichen mit den typischen 0 7 Veiner Body-Diode Diese höhere Spannung multipliziert mit dem Durchlassstrom kann während der Totzeit zu bis zu sechsmal höheren Leistungsverlusten führen Der erhöhte Leistungsverlust in Kombination mit einer langen Totzeit kann zu Überhitzung und möglichen Schäden an den FETs führen Die effektivste Maßnahme ist eine möglichst kurze Totzeit Bei Controllern für Silizium-FETs wird die Totzeit so ausgelegt dass sie deren vergleichsweise langsamen Einund Ausschaltzeiten im Bereich von mehreren zehn Nanosekunden berücksichtigt Daher wird sie bewusst länger gewählt um ein Shoot Through zu vermeiden Der LT8390A besitzt eine feste Totzeit von 25 ns die kürzer ist als bei vielen synchronen Controllern auf dem Markt Während sich diese Totzeit für die Ansteuerung von Hochfrequenzund Hochleistungs-MOSFETs eignet bleibt sie für GaN-FETs dennoch zu lang GaN-FETs schalten deutlich schneller als ihre Silizium-Pendants – innerhalb weniger Nanose kunden Um Leitungsverluste während der Totzeit zu verringern empfiehlt es sich eine Schottky-Freilauf diode antiparallel zum synchronen GaN-FET zu schalten Dies leitet den Strom auf einen verlustärmeren Pfad um In Bild 2 sind die Positionen der Schottky-Dioden dargestellt D1 befindet sich über dem FET der synchronen Abwärtswandlung Buck D2 über dem FET der synchronen Aufwärtswandlung Boost Für einen einfachen Abwärtswandler reicht D1 aus für einen einfachen Aufwärtswandler entsprechend D2 Tabelle 1 Mit GaN-FETs kompatible DC DC-Controller Quelle Analog Devices Empfohlene GaN-Controller Topologie Maximale Ein-Ausgangsspannung Schaltfrequenz GaN-Sicherheitsmerkmale LTC7890 Zweikanaliger Abwärts-Controller für GaN-FETs 100 V 100 kHz bis 3 MHz - Smart-Bootstrap-Funktion - Split-Gate-Ansteuerung - Intelligente einstellbare Totzeit von nahezu Null Smart Near-Zero Dead Time - Totzeit einstellbar von 7 bis 60 ns LTC7891 Abwärts-Controller für GaN-FETs 100 V 100 kHz bis 3 MHz -Smart-Bootstrap-Funktion - Split-Gate-Ansteuerung - Intelligente einstellbare Totzeit von nahezu Null Smart Near-Zero Dead Time - Totzeit einstellbar von 7 bis 60 ns LT8418 Halbbrücken-Gate-Treiber für GaN-FETs 100 Vbis zu 10 MHz - Geringe Laufzeitverzögerung - Schnelle und leistungsstarke Gate-Ansteuerung - Split-Gate-Ansteuerung - Smart-Bootstrap-Funktion - Gate-Treiber-Überspannungsabschaltung LT8390 LT8390A LT8392 Vier-Schalter-Buck Boost-Controller 60 V LT8390 LT8392 150 bis 650 kHz LT8390A 600 kHz bis 2 MHz - Si-MOSFET-Controller mit 5-V-Gate-Treiber LT8391 LT8391A LT8391D Vier-Schalter-Buck Boost-LED-Treiber-Controller 60 V LT8391 LT8319D 150 bis 650 kHz LT8391A 600 kHz bis 2 MHz - Si-MOSFET-Controller mit 5-V-Gate-Treiber Bild 4 Effizienz des EVAL-LT8390A-AZ-GaN-Controllers vs Effizienz des Si-MOSFET-Controllers DC2598A GaN-FETs bieten bei höheren Spannungen einen höheren Wirkungsgrad Bild Analog Devices Bild 3 Maximaler Ausgangsstrom vs Eingangsspannung Das EVAL-LT8390A-AZ-Board kann eine Leistung von 120 Wüber einen breiten Eingangsbereich bei hoher Frequenz liefern Bild Analog Devices