瑞薩電子（Renesas Electronics）宣布推出業界首款 650V 級雙向氮化鎵（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的功率轉換設計。該公司強調，這款新型 TP65B110HRU 器件在單一芯片中集成了雙向電流阻斷功能，無需采用傳統的背靠背場效應晶體管（FET）配置。

這一技術突破意義重大 —— 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，同時契合了行業向更高集成度、更簡化架構發展的趨勢。

邁向單級功率轉換

據介紹，傳統功率轉換系統依賴單向硅基或碳化硅（SiC）開關，必須采用多級架構。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）轉換階段，這會增加元器件數量并降低轉換效率。

瑞薩電子表示，其雙向氮化鎵方案實現了真正的單級轉換。工程師僅需兩顆高壓器件即可替代多顆傳統開關，省去中間直流母線電容，同時將開關數量減少一半。得益于氮化鎵器件的快速開關特性和低電荷特性，實際應用中的轉換效率已突破 97.5%。

這一變革將對系統設計產生廣泛影響，尤其適用于數據中心、電動汽車平臺等空間受限且熱管理嚴苛的場景。

簡化設計，提升可靠性

TP65B110HRU 采用耗盡型氮化鎵器件與兩顆低壓硅基 MOSFET 的組合方案，既實現雙向工作模式，又能與標準柵極驅動器兼容。與增強型氮化鎵解決方案不同，該器件無需負柵極偏置，簡化了柵極驅動電路設計，降低了系統成本。

瑞薩電子重點強調了該器件的核心特性：連續工作電壓 ±650V、瞬態耐壓 ±800V、 dv/dt 抗擾度超過 100V / 納秒；集成反向導通體二極管，支持軟開關與硬開關拓撲（包括維也納整流器）。

目前，該器件已正式上市，同步推出的還有評估套件，支持多種驅動配置與軟開關實施方案。

此次新品發布標志著電力電子設計可能迎來拐點。雙向氮化鎵器件通過實現更簡潔的單級架構、減少元器件數量，有望加速高效能系統在可再生能源、汽車及數據基礎設施等領域的普及。