瑞萨电子推出首款650V双向GaN开关，重新定义功率转换设计标准

中自网 20260325

瑞萨电子推出首款650V双向GaN开关，重新定义功率转换设计标准

瑞萨电子近日发布了一款革命性产品——TP65B110HRU，这是全球首款基于耗尽型（D-mode）氮化镓（GaN）技术的双向开关器件。该产品可在单一器件内实现正负电流的双向阻断，广泛适用于单级太阳能微逆变器、AI数据中心以及电动汽车车载充电器等高效率、高密度的功率转换系统。

与传统的背靠背FET开关结构相比，这款新型GaN器件具备低损耗、高开关速度和易于驱动等优势，显著简化了系统设计流程并提升了整体效率。它能够替代多个传统开关，使功率转换拓扑结构更加紧凑、高效。

单级拓扑结构实现效率跃升与元件精简

在当前的高功率转换设计中，传统使用的单向硅或碳化硅（SiC）开关仅能在关断状态下单向阻断电流，因此需要分阶段进行多级转换。例如，在太阳能微逆变器系统中，通常需采用四开关全桥拓扑完成DC-DC转换，再经第二级电路产生交流输出接入电网。尽管业界正积极推动单级转换技术的发展，但受限于传统开关器件的物理特性，多数方案仍需依赖多个背靠背结构，不仅增加了开关数量，也降低了系统效率。

而采用双向GaN技术后，这一瓶颈得以突破。通过在一个GaN器件中集成双向阻断能力，仅需更少的开关即可实现单级功率转换。例如，在典型太阳能微逆变器系统中，仅需两个瑞萨SuperGaN®双向高压器件即可替代传统方案中的多个开关，省去了直流链路电容器，并将所需开关数量减半。此外，GaN器件具备高速开关能力与低电荷存储特性，可支持更高的开关频率和功率密度。在实际应用中，基于这一架构的逆变器效率可提升至97.5%以上。

高性能与高可靠性兼具，兼容标准硅基驱动器

瑞萨的650V SuperGaN®产品已在多个市场中得到验证，依托其专有的常关断技术，具备驱动便捷和系统稳定的特点。此次推出的TP65B110HRU将高压双向GaN芯片与两个低压硅基MOSFET集成封装，其中低压MOSFET具备高阈值电压（3V）、高栅极耐压裕量（±20V）以及内置体二极管，可实现高效反向导通。

相较于增强型（E-mode）GaN开关，瑞萨的这款双向GaN开关能够兼容无需负栅极偏置的通用栅极驱动器。这一设计不仅简化了驱动回路，降低了整体成本，还能在软开关和硬开关模式下提供快速、稳定的开关切换，从而不影响整体性能表现。在维也纳式整流器等需要硬开关操作的拓扑结构中，该器件凭借超过100V/ns的高dv/dt抗扰能力，有效减少开关过程中的振铃现象，缩短延迟时间。

推动设计变革，加速系统集成

瑞萨电子功率业务部门副总裁Rohan Samsi表示：“将我们的SuperGaN技术拓展至双向平台，是功率转换设计领域的重要里程碑。客户现在可以借助更少的开关元件、更小的PCB面积和更低的系统成本，实现更高的转换效率。同时，他们还能利用瑞萨在系统集成方面的优势，包括栅极驱动器、控制器以及电源管理IC，从而加快产品开发与部署进程。”

TP65B110HRU关键特性

±650V连续峰值交流/直流额定电压，±800V瞬态电压耐受能力
2kV人体模型（HBM）及充电器件模型（CDM）ESD防护等级
在25℃典型条件下导通电阻（R_dson）为110mΩ
V_gs(th)典型值为3V
无需负栅极驱动
V_gs最大值为±20V
支持超过100V/ns的dv/dt抗扰能力
续流二极管压降V_SS,_FW为1.8V
采用TOLT封装，具备行业标准引脚布局并支持顶部散热设计

瑞萨电子将在2026年3月22日至26日于美国得克萨斯州圣安东尼奥举行的国际应用功率电子会议（APEC）上，在1219号展位展示这款新型双向GaN开关及瑞萨智能电源解决方案的完整产品线。

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