瑞萨电子：高性能系统如何从GaN和低压MOSFET中受益

Release time：2025-07-24
author：AMEYA360
source：瑞萨电子
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　　Gabriele Clapier，Power System Marketing Manager："随着汽车、工业和机器人应用对效率、功率密度和可靠性的要求不断提高，功率半导体技术也取得了长足的发展。氮化镓(GaN)和低压MOSFET是推动这一发展的两项最具影响力的创新。Renesas一直处于这些进步技术的最前沿，为这些要求苛刻的行业提供量身定制的高性能解决方案。在这里，我想探讨GaN和MOSFET在这些应用中的作用、它们的优势和挑战，并探讨一些行业用例。"

　　GaN和Cascode D-Mode架构的优势

　　与传统的硅基器件相比，GaN具有许多优势，包括更高的效率、更快的开关速度和卓越的热性能。这些优势源于GaN较低的导通电阻和更少的栅极电荷，这有助于降低导通和开关损耗。GaN还允许更高的开关频率，从而实现更紧凑、更高效的电力电子设计。

　　GaN最有效的实现方式之一是Cascode D-Mode(耗尽模式)配置，通过常开GaN高电子迁移率晶体管 (HEMT)与低压硅MOSFET配对，以创建常闭器件。

　　这种组合可以发挥GaN的高效率和快速开关特性，同时保持了使用传统硅栅极驱动器的易控制的特性。 Cascode方法提供更强的耐用性、高电压作以及与现有电路拓扑的兼容性，使其成为高效电源应用的首选解决方案。

瑞萨电子：高性能系统如何从GaN和低压MOSFET中受益

　　主要应用–能源、电动汽车充电、电机控制和汽车

　　可再生能源的兴起也增加了对便携性和高效系统的需求。基于GaN的解决方案被广泛使用，因为它们支持紧凑、轻便和高效的USB-C电源系统，通过提供更快的充电和更高的能源转换率，实现便携性的设计目标。

瑞萨电子：高性能系统如何从GaN和低压MOSFET中受益

　　随着电动汽车的加速采用，智能充电解决方案对于效率和监控至关重要。基于GaN和MOSFET的电力电子器件可帮助实现这关键系统的高效率、低散热和快速开关速度的目。访问这些应用页面，了解这如何有利于X-in-1集成和其他安全、高效且可扩展的电动和混合动力汽车(EV/HEV)解决方案。

　　现代AI驱动型电机控制解决方案利用GaN和低压 MOSFET来提高精度和效率。边缘AI在机器人和工业自动化中发挥着重要作用，可实现实时调整、预测性维护和更高能源效率。基于AI的控制算法与高性能功率器件的集成确保了卓越的电机性能，同时降低了能耗。 高压GaN技术通过降低损耗和提高功率密度，正在彻底改变功率转换，这些进步使工业和汽车应用都受益。 基于高压GaN的转换器可实现更紧凑、更轻便的设计，并具有卓越的功率转换能力。在1.2kW高压GaN逆变器解决方案中查看其实际应用。在电机驱动和机器人应用页面上查看其他高功率交流驱动器设计。

　　GaN FET和MOSFET通过实现最小的功率损耗、更强的安全性和稳健的性能，在汽车应用中发挥着至关重要的作用。例如，在上述EV系统中，将多种动力功能集成到单个X-in-1E-Axle解决方案中，可显著提高效率并降低系统复杂性。氮化镓技术提高了功率转换效率，减小了尺寸和重量，最终延长了行驶里程和可靠性，这是将逆变器、车载充电器(OBC)、DC/DC转换器和配电单元(PDU)组合在一起时的关键因素。

　　在不断增长的电动两轮车市场中，高效的48V无刷直流 (BLDC)电机控制解决方案至关重要。具有优化 FOM(品质因数，RDSon xQG)的低压MOSFET可实现更高的开关频率、更低的损耗和更好的热性能，从而可帮助实现紧凑、轻便的动力系统，延长电池寿命并改善加速性能。

　　总结

　　GaN和低压MOSFET正在彻底改变多个领域的电力电子技术，瑞萨电子通过为可再生能源、电动汽车充电、电机控制和下一代汽车架构提供高效、高性能的解决方案来推动这些创新。随着技术的不断进步，这些技术将进一步提高未来工业和汽车应用的能效、可靠性和集成度。


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瑞萨电子荣获“国际模拟IC-车规级行业卓越奖”
行业新闻

瑞萨电子荣获“国际模拟IC-车规级行业卓越奖”

　　近日，由世纪电源网主办的“第四届电源行业配套品牌颁奖晚会”在深圳举办，对电源行业中优秀的企业进行了表彰，助力电源行业的蓬勃发展。瑞萨电子凭借在模拟IC及系统解决方案领域的卓越实力，荣获“国际模拟IC-车规级行业卓越奖“，瑞萨电子产品市场部邵力萍代表领奖。　　▲ 瑞萨电子产品市场部 邵力萍　　作为全球MCU、SoC及模拟/电源解决方案供应商，瑞萨的车规级产品覆盖从RH850高性能MCU、R-Car SoC到符合ASIL D等级的电源管理芯片(PMIC)以及车规MOS/SiC器件，具备高安全性及高可靠性，广泛应用于ADAS、智能座舱、BMS及OBC/DCDC等关键系统，助力汽车电子架构升级。　　在创新层面，瑞萨拥有丰富的技术专利，且产品以高集成度、低功耗、满足严格功能安全(如ASIL等级)及通过AEC-Q认证为核心特点，提供从芯片到系统的完整方案，涵盖电源管理、信号链、接口及嵌入式处理，并配备全栈开发工具，确保性能稳定，助力客户高效开发。　　为保障客户项目成功，瑞萨在全球设有本地现场应用工程师(FAE)团队，提供快速响应、完善的质量流程与PPAP支持，确保从设计到量产的全流程高效落地，为客户提供坚实的服务与供应链保障。　　此次获奖不仅是行业对瑞萨在车规级模拟与电源领域技术实力的权威认可，更是对我们持续赋能汽车电子创新的高度肯定。未来，瑞萨将继续以更高质量的产品，更高效的解决方案、更可靠的供货保障，与全球合作伙伴携手，共同推动电源技术与汽车产业的融合与发展。
2025-12-16 15:13 reading：222
瑞萨电子微型BLDC伺服器：小身躯蕴含大能量
热门应用

瑞萨电子微型BLDC伺服器：小身躯蕴含大能量

　　在科技飞速发展的当下，机器人系统正以前所未有的速度渗透到各个领域，从工业生产到日常生活，其身影无处不在。这一日益普及的趋势，催生了对小型、精确且具备高成本效益的无刷直流电机(BLDC)伺服应用的强烈需求。　　为顺应这一潮流，瑞萨开发出一种将电机控制与位置传感高度集成的先进系统解决方案，它不仅能够实现低功耗伺服运行，还能驱动功率高达75W的BLDC电机，并达成精确的位置控制，为众多精密应用场景提供了理想的解决方案。　　诸多优势，化繁为简　　微型BLDC伺服器系统解决方案具备诸多令人瞩目的优势。其核心基于闪存MCU，运行稳定可靠且高效，为整个系统的稳定运行奠定了坚实基础。系统接口可根据具体需求灵活定制，极大地增强了其适应性和通用性。同时，它支持多种先进的控制算法，为不同应用场景提供了丰富的选择，无论是简单的速度控制还是复杂的位置跟踪，都能轻松应对。　　在速度控制方面，该系统展现出卓越的高精度性能，尤其适用于对精度要求极高的精密应用领域。此外，系统零件数量少，这不仅简化了设计流程，降低了设计复杂度，还显著提高了成本效益，使得在满足高性能需求的同时，有效控制了成本。　　该系统的应用范围广泛，涵盖机器人、计算机数控(CNC)和制造机械系统、遥控车和无人机、陀螺仪和云台系统等多个领域。在机器人领域，它能够实现机器人的精准动作控制，提升机器人的灵活性和工作效率;在CNC和制造机械系统中，可确保加工过程的精确性和稳定性，提高产品质量;在遥控车和无人机中，为飞行和行驶提供可靠的动力支持;在陀螺仪和云台系统中，保障设备的稳定运行，实现精确的指向和跟踪。　　核心组件，协同工作　　该系统包括MCU控制部分、DC/DC降压转换器、RS-485收发器、HVPAK(高压可编程混合信号IC)，由瑞萨提供;另外还有高速UARTABI和步进/定向等部分。 　　瑞萨RA Arm Cortex®-M MCU作为系统的核心控制单元，采用64MHz Arm Cortex®-M23内核设计，专为单电机控制应用进行了优化。RA2T1型号集成了PWM定时器以及配备3个采样保持电路的A/D转换器等先进的模拟功能，能够满足电动工具、风扇和家用电器等高效的低端电机控制方案的需求。它支持1.6V至5.5V宽工作范围，并采用小型24引脚QFN封装，在满足成本效益的同时，适应了空间受限的设计需求，为系统的小型化和低成本化提供了有力支持。　　RAA211233是一款24V、3A、1.4MHz集成开关稳压器，采用电流模式恒定导通时间(COT)控制技术。它具备全面的保护功能，包括输入欠压锁定(UVLO)、过电流保护(OCP)、输出欠压保护(OUVP)和过温保护(OTP)，确保系统在各种复杂工况下都能安全稳定运行。该器件采用Ld TSOT23封装，体积小巧，便于集成到紧凑的电路设计中。　　RS-485收发器ISL3179E和ISL3180E是3V供电的单收发器，具有高ESD保护能力，符合RS-485和RS-422平衡通信标准。每个器件的总线电流都很低(+220μA/-150μA)，为RS-485总线提供“1/5单位负载”，这使网络上最多可连接160个收发器，而不会违反RS-485规范的最大32个单元负载，也无需使用中继器，大大扩展了系统的通信能力和应用范围。接收器(Rx)输入采用“完全故障安全”设计，当Rx输入浮动、短路或终止但未驱动时，可确保逻辑高Rx输出，提高系统的可靠性和稳定性。　　系统中还包括HVPAK，以及高速UART ABI和步进/定向等部分。这些组件相互协作，共同构成了一个功能强大、性能稳定的微型BLDC伺服器系统，为各种精密应用提供了可靠的动力和控制解决方案。　　综上所述，微型BLDC伺服器系统解决方案凭借其显著的优势、精心设计的核心组件以及广泛的应用领域，在当今科技发展的浪潮中展现出强大的竞争力和广阔的应用前景。随着技术的不断进步和应用需求的持续增长，相信该系统将在更多领域发挥重要作用，推动相关行业向更高水平发展。
2025-10-29 10:35 reading：776
瑞萨电子与深蓝汽车携手深化合作，共启智能出行新篇章
行业新闻

瑞萨电子与深蓝汽车携手深化合作，共启智能出行新篇章

　　合作动态　　2025年9月16日，瑞萨电子与深蓝汽车在重庆隆重举行合作协议签署暨联合联合创新中心揭牌仪式，这一里程碑事件标志着双方在汽车智能化和电动化领域的合作进入全新阶段。此次合作不仅巩固了双方自2021年以来的深厚合作基础，更预示着未来在技术创新和市场拓展方面的广阔前景。　　左：深蓝汽车动力平台中心总经理 杜长虹　　右：瑞萨电子全球销售与市场副总裁、瑞萨电子中国总裁 赖长青　　自2021年以来，瑞萨与深蓝汽车的合作持续稳步推进。深蓝汽车在其SVDC长安智慧芯中，首次采用瑞萨先进的28nm汽车芯片——RH850/U2A系列产品，此后陆续引入RH850/U2B系列芯片、RAA271084电源管理芯片和IPS2550电感式位置传感器芯片等。　　目前，瑞萨RH850/U2B芯片在深蓝汽车下一代电控系统的技术规划中已被纳入重点评估范围，为后续技术迭代与产品升级奠定了合作基础。　　在深蓝汽车IPU超级电驱系统的关键开发阶段，瑞萨与其展开深度协同，从前期精准提供技术方案建议、高效协调核心样品供应，到全程参与技术联合开发，瑞萨以专业能力与快速响应机制，为项目推进提供了坚实保障。　　此次签署的业务合作协议涵盖多个关键领域，包括联合研发、技术共享和市场拓展。双方计划在智能驾驶、新能源汽车三电系统等核心技术领域开展深度合作，加速技术创新和产品迭代。联合创新中心的成立将成为双方技术合作的重要平台，聚焦于汽车芯片应用、系统集成和软件算法等领域的研发，旨在突破关键技术瓶颈，提升产品性能和可靠性。　　展望未来，瑞萨与深蓝汽车将以此次合作为纽带，将技术创新深度融入出行生态。通过此次合作，双方将整合优势资源，共同探索汽车智能化和电动化的前沿技术，致力于为用户提供更加智能、安全、高效的出行解决方案。
2025-09-18 14:36 reading：748
瑞萨电子荣获NE时代第五届中国优秀电驱动产品评选——技术创新奖
企业动态

瑞萨电子荣获NE时代第五届中国优秀电驱动产品评选——技术创新奖

　　近日，2025全球xEV驱动系统技术暨产业大会于上海隆重召开，在大会同期举办的第五届中国优秀电驱动企业&优秀产品评选颁奖盛典上，瑞萨电子28nm RH850/U2B微控制器荣获“电驱动技术创新奖”。　　中国优秀电驱动企业&优秀产品评选由《电动汽车电驱动系统全产业链技术创新战略联盟》联合《NE时代》共同策划，旨在发掘优质企业，凝聚研发力量，推动电驱动产业高质量发展，助力电气化转型与升级。　　此次瑞萨的RH850/U2B微控制器荣获此奖项，彰显了其在安全性和集成度方面的卓越表现，能够为新一代新能源电驱系统提供强大的保障。　　作为新一代高端车载控制器件，RH850/U2B系列产品采用业内领先的车规28纳米工艺，独特的内置e-flash技术，专为“功能域+区域控制”的架构设计，在瑞萨用于动力总成的RH850/E2x系列和用于HEV/EV电机控制的RH850/C1M-Ax系列的关键功能基础上，增加了全新硬件加速IP、提升了性能和安全性。这些改进使用户能够将多种ECU功能集成至单个ECU中，同时满足严苛的汽车级安全、加密和实时操作性要求。　　在性能方面，RH850/U2B微控制器配备多达4个400MHz CPU核心和3个锁步内核，适用于新能源汽车动力总成系统，单芯片可支持单电驱、双电驱和新能源多合一系统等应用的控制。同时，该MCU搭载最新硬件支持技术，可将多个ASIL-D软件分区整合到同一ECU中，并确保同时运行的应用程序之间不会相互干扰，满足ISO 26262 ASIL D标准。　　此外，RH850/U2B包含EVITA Full级别的信息安全功能支持，具有行业最快的HSM内核，超过目前主流水平一倍的算力可以更快的实现高等级非对称加密。对网络攻击的防护，使设备能够随着安全要求的发展，实现安全、快速、完全无等待的OTA(Full No-Wait OTA)软件更新。芯片包含独立的高性能电机控制加速器IP(EMU3S)，可与多个专用电机控制定时器结构灵活配合。同时内嵌独特的，行业唯一的电机位置传感器第三代RDC外设，可在使用时省去常用外部硬件解码专用芯片，大大降低系统BOM成本，同时最大幅度节省内核算力，可用最低的成本驱动更大的新能源车电机系统　　一直以来，瑞萨电子的发展都与新能源产业的蓬勃浪潮同频共振。未来，公司将继续以先进的技术与丰富的产品矩阵为双翼，专注于开发高性能、高可靠性且更具成本效益的解决方案，赋能客户加速产品创新与上市周期，并助力其在竞争激烈的市场环境中保持优势!
2025-09-12 13:29 reading：842
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