GaNHEMT的独特电气性能吸引了工程师们的青睐，使其成为打造体积小巧、能承受高压高频的电动机的理想之选。这类器件具备诸多优势，包括：
——突破传统，实现更高击穿电压，支持超过1000V的输入电压；
——提升电流密度，让GaN组件在保持功率的同时更加紧凑；
——快速开关，适应200KHz及以上的高频电机运行；
——高频操作，降低输出电流波动，缩小滤波器元件尺寸；
——降低开关功耗，减少功率损失，提升效率；
——耐高温特性，允许使用更小散热器；
——高度集成，实现芯片上GaNHEMT集成（区别于硅材料）；
——简化设计，GaNHEMT可处理多种电流，无需IGBT反向二极管。
这些优势使得工程师能够设计出体积仅为传统电机一半、输出功率相当、功耗更低的高效电动机。然而，GaNHEMT的设计对电路开发和测试的专业知识要求较高。皖南电机
图一：集成解决方案*大化发挥GaNHEMT的优势。
近年来，GaNHEMT的商业可用性已不再逊色于MOSFET和IGBT。工程师们现在可以轻松应用GaNHEMT技术，更有喜讯传来，硅供应商已能提供基于GaNHEMT的集成解决方案，大幅简化高压高频交流电机逆变器设计。皖南电机价格表
此前，GaNHEMT以独立驱动分立器件的形式存在，由于晶体管和驱动元件基于不同工艺技术，且通常由不同制造商提供，存在寄生电阻和连接导线，增加了开关损耗。安徽皖南电机将GaNHEMT和驱动元件集成在相同框架内，可消除共源电感，这在快速开关电路中尤为重要。集成封装的另一个关键优点是，可以在驱动元件中内置热传感器，确保在GaNHEMT损坏前关闭。
图二：TI推出的LMG3410R070功率级器件集成了GaNHEMT和驱动器（来源：德州仪器）。
LMG3410R070GaN功率级器件在硬切换时控制转换速率，对于抑制PCB寄生电阻和EMI具有重要意义。这款产品采用可编程电流驱动GaN门，转换速率可设定在30~100V/ns之间。安徽皖南电机
图三：两个LMG3410R070GaN功率级器件组成的半桥结构，可驱动三相电机的某一相（来源：德州仪器）。
一个完整的交流电机驱动解决方案包括整流器、直流电路和逆变器。整流器将交流电源转换为直流电源，经过过滤并存储在直流电路部分，然后输入给逆变器，逆变器将直流电源转换为三个正弦PWM信号，驱动三相交流电机。
图四：电机驱动解决方案原理图说明了直流电路部分电容放置的位置。（来源：KEMET）
直流电路部分对整流器输出的电压和电流进行过滤，消除毛刺，提高电路效率，消除感应电流，确保电力平稳传输到负载。直流部分通常采用单个电容器，设计在整流器和逆变器之间。
图五：KEMET推出的KC-LINK电容，采用陶瓷（锆酸钙，CaO3Zr）材料和镍电极，专为高压、高频电路设计（来源：KEMET）。
KC-LINK器件具有非常低的ESR和ESL，有助于提高系统效率，尤其在高压应用中。此外，电容能在高频和高温下工作，满足下一代电机需求。电容不会随电压变化而漂移，符合AEC-Q200标准认证。皖南电机价格表
总结：WBG半导体器件，如GaNHEMT和直流部分的高性能电容器，正满足设计人员对大功率电机驱动可靠性的需求。这些关键部件助力提升现有产品，使电机更紧凑、轻便、价格更低，扩大应用领域。新一代高功率电机将大幅降低能源需求，为绿色地球贡献力量。
关键要点：
——高频高压电机会提升功率、效率；
——高频驱动逆变器采用传统MOSFET和IGBT会产生不可接受的损耗；
——WBG半导体晶体管如GaN可克服这些问题；
——集成GaNHEMT和驱动器方案已应用于电机系统；
——高性能电容可用于高压高频电机驱动电路的直流部分。
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