Texas Instruments LMG3522R030/LMG3522R030-Q1 650V 30mΩ GaN FET具有集成式驅(qū)動器和保護功能，適用于開關(guān)模式電源轉(zhuǎn)換器。LMG3522R030/LMG3522R030-Q1集成有硅驅(qū)動器，可實現(xiàn)高達150V/ns的開關(guān)速度。與分立式硅柵極驅(qū)動器相比，TI的集成式精密柵極偏置可實現(xiàn)更高的開關(guān)SOA。這種集成特性與TI的低電感封裝技術(shù)相結(jié)合，可在硬開關(guān)電源拓?fù)渲刑峁└蓛舻拈_關(guān)和超小的振鈴?？烧{(diào)柵極驅(qū)動強度允許將壓擺率控制在20V/ns至150V/ns 之間，這可用于主動控制EMI并優(yōu)化開關(guān)性能。

數(shù)據(jù)手冊：

*附件：LMG3522R030數(shù)據(jù)手冊.pdf

*附件：LMG3522R030-Q1數(shù)據(jù)手冊.pdf

TI LMG3522R030/LMG3522R030-Q1 650V 30mΩ GaN FET具有高級電源管理特性，包括數(shù)字溫度報告和故障檢測。報告的故障包括過熱、過流和UVLO監(jiān)控。LMG3522R030-Q1器件符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)。

特性

• 帶集成柵極驅(qū)動器的650V GaN-on-Si FET
  • 集成高精度柵極偏置電壓
  • FET保持關(guān)斷：200V/ns
  • 開關(guān)頻率：2MHz
  • 20V/ns至150V/ns壓擺率，用于優(yōu)化開關(guān)性能和緩解EMI
  • 在7.5V至18V電源下工作
• 高級電源管理
  • 數(shù)字溫度PWM輸出
• 強大的保護功能
  • 逐周期過流和鎖存短路保護，響應(yīng)時間<100ns
  • 硬開關(guān)時可承受720 V浪涌
  • 針對內(nèi)部過熱和UVLO監(jiān)控的自我保護
• 頂部冷卻12mm x 12mm VQFN封裝可隔離電氣和熱路徑，實現(xiàn)最低功耗環(huán)路電感

簡化框圖

功能框圖

?基于LMG352xR030 GaN功率模塊的技術(shù)解析與應(yīng)用指南?

?一、核心特性概述?
德州儀器（TI）的LMG352xR030系列是集成驅(qū)動與保護的650V/30mΩ GaN FET模塊，包含LMG3522R030（基礎(chǔ)款）、LMG3526R030（帶零電壓檢測ZVD）和LMG3527R030（帶零電流檢測ZCD）三款型號。其核心優(yōu)勢包括：

• ?超高頻開關(guān)性能?：支持2MHz開關(guān)頻率，可調(diào)壓擺率20-150V/ns，優(yōu)化EMI與開關(guān)損耗平衡。
• ?全集成保護?：集成過流（<100ns響應(yīng)）、短路、過熱及欠壓鎖定（UVLO）保護，耐受720V浪涌電壓。
• ?先進熱管理?：通過PWM信號（9kHz）實時報告結(jié)溫，精度達±5°C（25°C時）。
• ?拓?fù)溥m配性?：LMG3526R030的ZVD功能助力LLC/TCM拓?fù)鋵崿F(xiàn)軟開關(guān)，LMG3527R030的ZCD功能簡化電流過零檢測。

?二、關(guān)鍵技術(shù)解析?

1. ?直接驅(qū)動架構(gòu)?
   相比傳統(tǒng)級聯(lián)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部集成硅FET確保無偏壓時安全關(guān)斷，工作時通過負(fù)壓VNEG（-14V）直接驅(qū)動GaN器件，消除反向恢復(fù)損耗，降低寄生電感至2.5nH以下（典型布局）。
2. ?可編程壓擺率?
   通過RDRV引腳外接電阻（0Ω-500kΩ）調(diào)節(jié)壓擺率：
   • 0Ω：150V/ns（最低開關(guān)損耗）
   • 接LDO5V：100V/ns
   • 300kΩ：20V/ns（優(yōu)化EMI）
3. ?Buck-Boost電源設(shè)計?
   內(nèi)置反相Buck-Boost轉(zhuǎn)換器需外接4.7μH電感和2.2μF電容，支持兩種峰值電流模式（0.4A/1A）以適應(yīng)不同開關(guān)頻率需求。

?三、典型應(yīng)用場景?

1. ? 服務(wù)器電源（PSU） ?
   • 優(yōu)勢：高頻開關(guān)減少磁性元件體積，ZVD功能提升LLC諧振效率至98%+。
   • 設(shè)計要點：需采用4層板布局，功率環(huán)路電感控制在3nH以內(nèi)。
2. ?太陽能逆變器?
   • 優(yōu)勢：30mΩ導(dǎo)通電阻降低導(dǎo)通損耗，集成溫度報告簡化熱設(shè)計。
   • 保護配置：建議啟用周期-by-cycle過流保護應(yīng)對光伏陣列瞬態(tài)。
3. ?電機驅(qū)動?
   • 優(yōu)勢：150V/ns壓擺率減少死區(qū)時間，提升輸出波形質(zhì)量。
   • 注意事項：需配合ISO77xxF隔離器（CMTI >50kV/μs）避免誤觸發(fā)。

?四、設(shè)計實踐建議?

• ?布局關(guān)鍵?：
  • 功率環(huán)路優(yōu)先使用內(nèi)層鋪銅，開關(guān)節(jié)點銅面積最小化以降低寄生電容。
  • VNEG電容（C10）需距引腳<3mm，采用低ESR陶瓷材質(zhì)（如X7R）。
• ?散熱方案?：
  頂部散熱器需通過0.5mm導(dǎo)熱墊連接，熱阻θJC(top)為0.28°C/W（12mm×12mm封裝）。
• ?故障調(diào)試?：
  FAULT引腳狀態(tài)解析：
  • 常低：VDD UVLO或RDRV開路
  • 脈沖低：過溫警告（PWM占空比>82%）

?五、選型對比?