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EO LIGHTING - NOVEMBRE/DICEMBRE 2022 XXIX tensione di un doppio gate driver a semiponte, high-si- de/low-side, è incorporato nel SiP. Di conseguenza, la densità di potenza di un’applicazione che utilizza un dispositivo MasterGAN può aumentare drasticamente rispetto a una soluzione standard al silicio, senza au- mentare la frequenza di commutazione o la potenza in uscita. In particolare, in questa applicazione di driver LED, si è ridotta del 30% l’area della PCB e non sono stati utilizzati dissipatori di calore. Per le applicazioni di illuminazione a LED ad alta po- tenza, la modalità operativa migliore è senza dubbio la CCM. Quando si implementa questa modalità con i di- spositivi GaN, si ottengono i vantaggi precedentemen- te discussi, oltre alla riduzione dei costi. Non sarebbe necessario una RDSon molto bassa per le applicazioni ad alta potenza, grazie al contributo ridotto delle per- dite di commutazione alle perdite di potenza comples- sive. Il GaN contribuisce anche ad attenuare uno dei principali svantaggi legati all’uso di CCM, eliminando le perdite di recupero e riducendo le EMI, poiché il GaN non ha alcun recupero inverso. Il funzionamento CCM con controllo del tempo di spegnimento fisso facilita inoltre la compensazione del ripple di corrente in usci- ta dipendente da V OUT . È chiaro che l’implementazione degli interruttori GaN tramite CCM è una combinazio- ne ideale per le applicazioni di illuminazione a LED ad alta tensione e per molte altre. Lo schema di base di una topologia buck inverso è mo- strato nella figura 2 insieme a un’implementazione che utilizza MASTERGAN4 . MASTERGAN4 incorpora due transistor GaN da 225 mΩ (tipici a 25 °C) da 650 V in configurazione a semiponte, un gate driver a semiponte dedicato e il diodo boot- strap. Questo elevato livello di integrazione semplifica la progettazione e minimizza l’area della scheda PCB: il package QFN misura solo 9 x 9 mm. La scheda di valu- tazione , illustrata nella figura 3, è stata progettata con MASTERGAN4 in una topologia buck inverso e presenta le seguenti specifiche: ingresso fino a 450 V, possibilità di impostare la tensione di uscita della stringa di LED tra 100 V e 370 V; funzionamento in CCM a tempo di spegnimento fisso (FOT – Fixed Off Time) con una fre- quenza di commutazione di 70 kHz; corrente di uscita massima di 1 A. Il controller di questa soluzione, HVLED002 , è utiliz- zato per generare un singolo segnale di controllo PWM. Un circuito esterno basato su semplici trigger di Sch- mitt viene quindi utilizzato per generare due segnali complementari per pilotare i transistor GaN low-side e high-side con un tempo di fermo adeguato. Sono inclu- Fig. 2 – Topologia buck inverso implementata con MASTERGAN4 (Fonte: STMicroelectronics) Fig. 3 – Esempio di scheda dimostrativa buck inverso con MASTERGaN4 (Fonte: STMicroelectronics) WBG SEMICONDUCTORS