瑞薩電子推出業內首款雙向 650V 級氮化鎵（GaN）開關，旨在簡化太陽能微型逆變器、人工智能數據中心、電動汽車車載充電器等應用中的功率轉換設計。該公司表示，新款 TP65B110HRU 在單顆器件中集成了雙向電流阻斷功能，無需傳統的背對背場效應晶體管（FET）配置。

這一研發成果意義重大，它解決了大功率轉換設計中長期存在的能效與復雜度難題，同時契合行業向更高密度、更簡化架構發展的趨勢。

邁向單級功率轉換

據官方介紹，傳統功率轉換系統依賴單向硅基或碳化硅（SiC）開關，這就需要采用多級架構。以太陽能微型逆變器為例，通常需要獨立的直流 - 直流（DC-DC）和直流 - 交流（DC-AC）轉換級，不僅增加了元器件數量，還降低了整體效率。

瑞薩電子稱，其雙向氮化鎵方案可實現真正的單級轉換。僅用兩顆高壓器件替代多個開關，工程師就能省去中間直流母線電容，并將開關數量減少一半。該公司表示，借助氮化鎵快速開關和低電荷特性，實際應用中該方案的轉換效率超過 97.5%。

這一變革可能對系統設計產生更廣泛的影響，尤其適用于數據中心、電動汽車平臺等空間受限、散熱條件有限的場景。

設計簡化與可靠性提升

瑞薩電子表示，TP65B110HRU 將耗盡型氮化鎵器件與兩顆低壓硅基金屬氧化物場效應晶體管（MOSFET）相結合，實現雙向工作，同時兼容標準柵極驅動器。與增強型氮化鎵方案不同，該器件無需負柵極偏置，簡化了柵極驅動電路，降低了系統成本。

該器件具備 ±650V 連續額定電壓、±800V 瞬態耐受能力，以及 100 伏 / 納秒以上的電壓變化率（dv/dt）抗擾性。其集成了用于反向導通的體二極管，支持軟開關和硬開關拓撲結構，包括維也納整流器。

該器件現已上市，同時提供評估套件，支持多種驅動配置和軟開關實現方案。

此次發布標志著功率電子設計迎來潛在拐點。雙向氮化鎵器件支持更簡化的單級架構、減少元器件數量，有望加速高效能系統在可再生能源、汽車和數據基礎設施領域的普及。