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EO LIGHTING - NOVEMBRE/DICEMBRE 2022 XXX di filtro e dell’induttore buck può essere ottimizza- to in base alla frequenza di commutazione richiesta dall’applicazione considerata. In questo articolo è stata discussa l’implementazio- ne di una topologia buck inverso per applicazioni di illuminazione a LED basata su MASTERGAN4. Il Sy- stem-in-Package (SiP) ha transistor GaN da 650 V, 225 mΩ in configurazione a semiponte e gate driver dedicati. La soluzione GaN rispetto a quella in sili- cio evidenzia una maggiore efficienza e una riduzio- ne dell’area della scheda PCB. MasterGaN si propone dunque come la soluzione ideale per un’implementa- zione buck inverso compatta, ad alta efficienza e ad alta potenza per applicazioni di illuminazione. si anche due regolatori lineari per generare le tensioni di alimentazione necessarie a MASTERGAN4. La topo- logia buck inverso implementata con MASTERGAN4 crea una soluzione che aumenta la densità di potenza e l’efficienza, come mostrano i risultati illustrati di se- guito. Risultati sperimentali I grafici dell’efficienza riportati nella figura 4 mo- strano i vantaggi della soluzione proposta rispetto alla soluzione tradizionale al silicio in funzione della tensione della stringa di LED per correnti di uscita di 0,5 A e 1 A. L’efficienza di MASTERGAN4 è pari o superiore al 96,8% per l’intero intervallo di tensione delle stringhe LED. Si osservi che a tutti i livelli di potenza l’aumen- to dell’efficienza è massimizzato grazie alle basse perdite di conduzione e alle minime perdite di pilo- taggio e commutazione della soluzione GaN. La tabella 1 confronta la soluzione in silicio con quella basata su MASTERGAN4. Come si evince, con l’imple- mentazione del progetto in GaN si ottiene una riduzio- ne dell’area complessiva della scheda PCB pari a oltre il 30%. I risultati mostrano un percorso che può essere intrapreso con GaN in questa topologia buck inverso. Aumentando la frequenza di commutazione oltre i 70 kHz si possono ridurre le dimensioni dell’induttore e del condensatore di uscita, a scapito di maggiori per- dite di pilotaggio e di commutazione. A una frequen- za più elevata e con un filtro di dimensioni ridotte, i condensatori elettrolitici possono essere sostituiti da condensatori ceramici più affidabili e più grandi. Il compromesso tra le dimensioni del condensatore Fig. 4 – Efficienza rispetto alla tensione del LED per MasterGaN e il MOSFET al silicio (Fonte: STMicroelectronics) Tab. 1 – Confronto delle dimensioni dei MOSFET in GaN e silicio MOS + diodo SiC MASTERGAN4 Area dispositivi di alimentazione 0,66 cm² Diodo DPAK o TO220 0,81 cm² Area in rame per la gestione termica 33 cm² Area in rame per 19°C/W 19,7 cm² Area in rame per 24 °C/W Ingombro dell'induttore di potenza 11,2 cm² 11,2 cm² Area complessiva 45,5 cm² 31,71 cm² Lighting