QPT的功率级技术与GaN Systems的半导体将功率性能提升至新水平

QPT Limited最近宣布，已开发出驱动技术、控制技术、传感技术，以最大限度提高GaN（氮化镓）晶体管的性能，并在100 kHz至20 MHz频率范围内，克服了使用硬开关的高功率和高电压应用中的设计挑战。目前，该技术在基于GaN的设计中释放了功率性能，而基于GaN的设计最主要是用于汽车行业。

QPT解决方案需要高速GaN晶体管来发挥GaN应有的功率效率。该公司已与GaN Systems Inc.（GaN功率晶体管领域的全球领导者）签署了谅解备忘录，目的在于研究开发这些技术的可能性，提高其性能并进行进一步的改善，从而提高电动汽车的续航里程。

QPT创始人兼首席执行官Rob Gwynne表示：“GaN Systems生产性能最高的650V 功率GaN器件，如果与我们的技术相结合，就可以实现最高功率效率。电动汽车使用的功率效率越高，其续航里程就越远。”

GaN Systems Inc首席执行官Jim Witham表示：“QPT开发的技术给我们留下了深刻的印象。QPT实现了性能的功能改进，因此为电动汽车市场提供了高度优化的GaN解决方案。将GaN Systems的晶体管和QPT的技术相结合，可以极大地改变GaN市场。”

QPT能够驱动GaN，使其效率更高，因此可显著提升电动汽车的续航里程。GaN晶体管是电力电子的未来，因为GaN晶体管具备在更高的频率下进行开关操作的能力。开关转换慢会浪费能量，因为在开关期间，当晶体管既不导通也不截止时，会消耗大量功率，导致能量损失和过热问题。开关速度越快，转换耗时越短，能量损失也越少。GaN晶体管可以在1-2ns内快速从开转换到关，而Si晶体管和SiC晶体管则需要20-50ns。然而，在一些高电压和高功率应用中，实现最大功率性能具有挑战性。

QPT的解决方案使GaN晶体管能够充分发挥其潜力，即在高达20 MHz的频率下具有纳秒级开关速度，从而实现更高的操作精度，而不会出现射频干扰问题或过热问题。QPT的技术使电机在峰值负载时驱动效率高达99.7%，而在较低负载时效率几乎没有任何降低。现如今的传统设计在较低负载时效率会迅速下降，因此QPT技术对其来说是一个挑战。

集成和缩小控制电机速度的变频驱动器(VFD)可实现额外提升。当前的VFD体积庞大，意味着其自身不可避免要远离电机，然后通过又粗又重的铜电缆将其与电机连接，以应对数百安培左右电流的通过。QPT的新一代GaN技术将VFD的尺寸缩小为原尺寸的二十分之一左右，从而减轻了重量，更重要的是，尺寸减小意味着可以将VFD置于电机旁边。

这种集成电机解决方案无需使用又长又重的铜电缆（每根电缆长度约为半米），显著降低了重量和成本。此外，铜电缆具有电阻，会降低功率损耗和整体系统效率。所有这些因素都意味着QPT的无铜电缆解决方案可以增加汽车的续航里程。

Rob Gwynne总结道：“我们的计算表明，当电机低速运行时，我们的VFD解决方案可以减少约10%甚至以上的功耗。加上无需长电缆的优点，可以显着增加电动汽车的续航里程，或在相同续航里程下，降低耗电量。我们的技术可封装到模块中，构成即插即用的解决方案，通过这一解决方案可以用现有系统的其余部分（例如微处理器和软件堆栈）来替换现有的VFD，并保持不变。”

QPT的qGaN模块构成VFD解决方案