日本Bellnix公司日前公布了配备GaN（氮化镓）功率晶体管的功率因数校正（PFC：Power Factor Correction）单元“BPF-360S0R7”的详情。GaN功率晶体管为美国Transphorm公司生产，在4月20日～22日于幕张Messe会展中心举行的“TECHNO-FRONTIER 2016”上，Transphorm日本公司曾展出该PFC单元。
该单元的主开关采用GaN功率晶体管，升压二极管采用的是SiC（碳化硅）二极管。输入电压为交流（AC）85～264V，输出电压为360V，输出电流为0～0.7A。外形尺寸虽仅为100mm×90mm×40mm，但输出功率却高达250W。“与使用Si制功率晶体管时相比，以2/3的体积得到了约2.5倍的输出功率”（日本Bellnix公司开发部/新业务开发部技术组次长大森浩史）。原因是使用GaN功率晶体管降低了电力损失，从而成功提高了转换效率。AC100V输入时的转换效率达到94％、AC200V输入时达到96％。并且，“由于可以将开关损失降得极低，因此可大幅降低轻负荷时的电力损失。与使用Si制功率晶体管时相比，电力损失可降低62％（60W输出时）”（大森浩史）。新产品还降低了使用时的环境温度，AC100V输入时可在+50℃以下、AC200V输入时在+70℃以下（无降额）以自然空冷方式工作。
电磁辐射噪声（EMI）低也是该产品的一大特点。除采用GaN功率晶体管之外，升压二极管采用SiC二极管也对此做出了贡献。因为SiC二极管的恢复电流小。噪声端子电压充分满足CISPR22的B级。并且，由于不需要去除EMI发生源的滤波器，因此还减小了外形尺寸。
大森浩史介绍说，在开发配备GaN功率晶体管的PFC单元时，“栅极驱动的设计很难，费了一番功夫”。栅极驱动线的配置（路径选择）不同，特性也就大不相同。因为驱动线长度不同，其引线电感也就不同。大森浩史指出，“优化栅极驱动线的设计，需要高超的技术和经验”。此次的开关频率设为140kHz。今后还考虑提高到220kHz及500kHz等。通过提高开关频率，有望进一步减小外形尺寸。（特约撰稿人：山下 胜己）
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