LiDARy a EPC Zkracujeme názvy, rozměry i pulzy

Abychom byli upřímní, zkratek zde bude samozřejmě více a vedle výrobce, společnosti EPC odkazující již ve svém názvu na „Efficient Power Conversion“, se dále uplatní také její tranzistory FET typu eGaN (enhancement-mode). Firma jejich prostřednictvím hodlá s výhodou nahradit klasické křemíkové MOSFETy v řadě výkonových aplikací – od DC/DC měničů přes obvody sloužící k bezdrátovému přenosu energie, např. v nabíječkách, až po audio zesilovače pracující ve třídě D, invertory nebo třeba takové LiDARy.

Místo vozu se odrazí pulz

Systémy odkazující na „Light Distancing and Ranging“ staví na pulzních laserech vykreslujících trojrozměrné obrazy svého okolí. Mapování terénu bude užitečné nejen pro autonomní vozidla, ale také drony nebo populární systémy s rozšířenou realitou. Můžeme se spolehnout na opravdu svižné prvky? Skvělé, to pak dostaneme ještě rychlejší odezvy odpovídající rozlišení a samozřejmě též přesnost na zcela nové úrovni vhodné i pro hráče a sledování pohybu v reálném čase nebo např. ovládání gesty [1].

Právě takovým LiDARům nyní v EPC vyhrazují vývojovou desku EPC9126HC (100 V High Current Pulsed Laser Diode Driver Demo Board, [2]) z obr. 1. Ultra rychlé FETy eGaN zajišťují až 150A pulzy, šířku pouhých pět nanosekund a ve výsledku tak dají vzniknout 3D systémům zachycujícím na obr. 2 vpravo nepoměrně více detailů. Vždyť při srovnání s ekvivalentními MOSFETy zde laserové diody budíme až desetinásobně rychleji [3]!

Jádro návrhu tvoří tranzistory eGaN EPC2001C (čip 4,1 × 1,6 mm) vztažené vůči zemi a ovládané budičem hradla UCC27611 od Texas Instruments. Referenční návrh bez koncovky „HC“ pak zvládá maximálně 75 A. Desky podporují různé možnosti osazení diod s minimální indukčností a také jejich ovládání přes kapacitu nebo rovnou z napájecí sběrnice. Konkrétní diody si však uživatel volí sám.

Měniče i motory

V podobném duchu pokračuje i prosincová zpráva EPC [4] stanovující při porovnání s MOSFETovými protějšky přibližně osminásobné snížení rozměrů nových 40V tranzistorů EPC2049 [5]. eGaN zůstává, stejně jako prostor pro pulzní výkony, třeba znovu v LiDARech. Hodit se však budou i pro audio techniku třídy D, měniče pracující v místě zátěže, zdroje s technologií „Envelope Tracking“ dodávající odměřenou energii výkonovým vf zesilovačům nebo např. k buzení motorů.

Maximální odpor EPC2049 činí v sepnutém stavu 5 mΩ, pulzní proudy uvažujeme do 175 A a s rozměry čipu 2,5 × 1,5 mm budeme ještě lépe zvládat řízení teploty, kterou v porovnání s plastovými pouzdry nikde nezadržujeme a rozptýlíme ji přímo do okolí. Při odběru 1 000 kusů vychází jeden FET z obr. 3 na 2,19 dolaru.