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[发明专利]针对包括顶部冷却功率半导体开关器件的功率级的热管理方案-CN202310262431.4在审
发明人：侯若宇;卢俊诚 -专利权人： GAN系统公司
申请日： 2023-03-16 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： H01L23/367 文献下载
摘要：一种用于改善顶部冷却半导体功率开关器件(例如，嵌入式管芯封装中的高电压、高电流横向GaN功率晶体管)的散热和EMC的功率级组件。功率开关器件安装在PCB基板上，其中，每个器件封装的底侧和PCB之间存在电连接件。每个器件封装具有在顶侧上的导热垫。散热器被固定为与每个器件的导热垫热接触，并且散热片与散热器热接触。散热器是多层结构，该多层结构包括：与散热片接触的导热金属基板层；提供EMC层的传导层，该EMC层连接到电源地；限定大面积导热垫的传导层，该大面积导热垫与每个管芯的导热垫热接触；以及使散热器的传导层电隔离的介电材料。
针对包括顶部冷却功率半导体开关器件管理方案

[发明专利]用于包括底部冷却式半导体功率开关器件的功率级组件的基板-CN202310012400.3在审
发明人：卢俊诚;侯若宇;迪克森·安德鲁 -专利权人： GAN系统公司
申请日： 2023-01-05 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： H01L23/14 文献下载
摘要：一种用于功率级组件的多区基板，该功率级组件包括至少一个底部冷却式半导体功率开关器件、和驱动器元件，该多区基板用于集成在公共基板上。第一区提供用于安装至少一个底部冷却式半导体开关器件的电气连接部和热焊盘，该第一区包括电介质层和传导层，用于提供针对热性能进行优化的功率基板。第二区提供用于安装驱动器元件的电气连接部，该第二区包括电介质层和传导层，该电介质层和传导层提供针对电气性能进行优化的驱动器基板。例如，该第一区包括具有第一热阻的单层金属互连结构，该第二区包括具有第二热阻的多层金属互连结构，该第一热阻小于该第二热阻。该功率级组件可包括多区基板，该多区基板被配置用于单开关、半桥或全桥开关拓扑结构。
用于包括底部冷却半导体功率开关器件组件

[发明专利]用于功率半导体开关器件的集成双向ESD保护电路-CN202211504289.1在审
发明人：艾哈迈德·米赞;爱德华·麦克罗比 -专利权人： GAN系统公司
申请日： 2022-11-28 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： H02H9/04 文献下载
摘要：公开了一种包括集成ESD保护电路的GaN半导体功率开关器件(Qmain)，该集成ESD保护电路在正常运行期间与通过正栅源电压Vgs进行接通以及通过负Vgs进行断开来驱动Qmain兼容。ESD保护电路连接在Qmain的栅极输入和Qmain的源极之间，以及包括箝位晶体管Q1、正触发电路和负触发电路，用于响应于在Qmain的栅极输入处的ESD事件而接通箝位晶体管Q1的栅极。正触发电路和负触发电路各自包括多个串联的二极管元件，该二极管元件的阈值电压被配置成使得每个正触发电压和每个负触发电压均可调整。与常规集成ESD电路相比，ESD电路拓扑需要更小的集成电阻器并且可实现为具有更小的布局面积。
用于功率半导体开关器件集成双向 esd 保护电路

[发明专利]具有PFC和多模LLC DC/DC转换器的AC/DC SMPS架构-CN202211094537.X在审
发明人：刘学超;陈迪;邱亚杰 -专利权人： GAN系统公司
申请日： 2022-09-08 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： H02M1/42 文献下载
摘要：AC/DC开关模式电源(SMPS)包括PFC级、隔离式LLC DC/DC转换器级和控制电路，该控制电路向PFC和LLC控制器提供反馈/控制信号，以根据感测到的峰值AC输入电压和所需的输出电压Vo启用多个工作模式。PFC为低压线路AC输入提供第一DC母线电压Vdc(例如，200V)，以及为高压线路AC输入或通用AC输入提供第二DC母线电压(例如，400V)。多模LLC转换器可在半桥模式或全桥模式下运行。针对低压线路AC输入、输出电压Vo和PFC输出Vdc，LLC在全桥模式下运行；针对高压线路输入、输出电压Vo和PFC输出2×Vdc，LLC在半桥模式下运行；针对通用AC输入、输出电压2×Vo和PFC输出2×Vdc，LLC在全桥模式下运行。
具有 pfc llc dc 转换器 ac smps 架构

[发明专利]功率半导体器件的嵌入式裸片封装-CN202110725010.1有效
发明人：卡梅伦·麦克奈特-麦可尼尔;格雷格·P·克洛瓦克 -专利权人： GAN系统公司
申请日： 2021-06-29 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： H01L23/498 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于功率半导体器件的高压、高温操作的嵌入式裸片封装，其中功率半导体裸片嵌入在包括多个介电层和导电层的层堆叠堆叠中。例如，所述介电层包括填充或纤维增强介电材料的介电构建层，导电互连包括铜层和铜填充通孔。在提供阻焊剂涂层的情况下，在所述阻焊剂涂层和下面的铜互连之间，特别是在操作期间经历高电场的区域，例如在紧密间隔的源极和漏极互连金属之间，提供介电构建层，例如填充的或玻璃纤维增强的环氧树脂。例如，所述功率半导体器件包括额定工作温度的GaN HEMT≥100V，其中封装体具有层压结构，配置用于高电压、高温操作，具有改进的可靠性。
功率半导体器件嵌入式封装

[发明专利]用于AC输入AC/DC开关电源的混合大容量电路-CN202210385050.0在审
发明人：邱亚杰;刘学超 -专利权人： GAN系统公司
申请日： 2022-04-13 - 公布日： 2022-10-18 - 主分类号： H02M7/219 文献下载
摘要：提供了一种用于AC输入AC/DC开关电源的大容量电容器电路，例如无有源功率因数校正的AC/DC适配器/充电器，包括具有不同额定电压的多个大容量电容器，以及包括AC输入电压感测和比较器电路的驱动和控制电路，响应于感测到的AC输入电压范围，能够选择性地连接所述多个大容量电容器中的一个或多个。启动电路最初向驱动电路供电，以便在DC/DC转换器通电和启用之前确定所述AC输入电压。所述解决方案可减少电容器体积，并相应提高隔离AC/DC电源的功率密度，同时所述启动电路可确保在启动时为低压线AC输入连接适当的大容量电容，以将纹波电压保持在适当范围内，以确保可靠运行。
用于 ac 输入 dc 开关电源混合容量电路

[发明专利]多端口AC/DC开关电源的体系结构-CN202210251664.X在审
发明人：刘学超;保罗·韦纳 -专利权人： GAN系统公司
申请日： 2022-03-15 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： H02J7/02 文献下载
摘要：一种用于具有功率因数校正(PFC)的多端口AC/DC开关电源(SMPS)的体系结构，包括用于PFC开/关控制和智能功率分配的功率管理控制(PMC)，以及可选的升压跟随器电路。例如，在通用AC/DC多端口USB‑C功率输出(PD)适配器中，PMC根据输出端口的操作状态和活动输出端口的组合负载启用PFC的开启和关闭。微处理器控制单元(MCU)接收每个USB端口的操作状态、电压感应输入和电流感应输入，计算每个USB端口的输出功率，并根据每个USB端口的组合负载执行功率分配协议以打开或关闭PFC。根据负载，可用功率可以智能地分配到一个或多个端口。在示例实施例中，为低负载和低AC线路输入关闭PFC将效率提高3％到5％。
多端 ac dc 开关电源体系结构

[发明专利]用于进行负载自适应3D无线充电的装置、系统和方法-CN202180015264.2在审
发明人：石铁峰;保罗·韦纳 -专利权人： GAN系统公司
申请日： 2021-02-05 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： H02J50/12 文献下载
摘要：本发明公开了用于进行负载自适应3D无线充电的装置、系统和方法。在示例实施例的3D充电系统中，特征包括为3D充电空间(例如，半球形空间/容积)提供磁场分布覆盖的3D线圈设计；具有EMI滤波器和发射器电路的为3D线圈提供恒定电流的推挽式EF2类PA，具备电流方向、相位和时序控制功能以适应负载状况；包括电压感测器、电流感测器和相位检测器以及硬件的电抗偏移检测电路，以快速、实时地计算电抗并且与负载自适应电抗调谐和自动保护的上限和下限进行比较；以及分流电容器和串联电容器的可切换调谐电容器网络排布结构，该网络排布结构被配置用于例如响应于X检测触发信号，对输入阻抗进行自动调谐，这可在扩展的电抗范围内实现粗调步长和均匀微调步长两者。
用于进行负载自适应无线充电装置系统方法

[发明专利]利用多线圈的可伸缩3D无线充电装置、系统和方法-CN202210105443.1在审
发明人：石铁峰;保罗·维纳 -专利权人： GAN系统公司
申请日： 2022-01-28 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： H02J50/12 文献下载
摘要：本发明提供了一种无线功率传输(WPT)系统，用于利用一个功率放大器驱动多个共振器线圈。所述WPT系统可包括功率放大器、差分1:N功率分配器、阻抗反转电路和多个共振器线圈。所述WPT系统还可包括具有传感器的自动调谐电路，其有助于有效驱动所述多个共振器线圈。此外，还提供了由两个或多个独立线圈组成的各种3D形线圈拓扑。所述3D线圈拓扑设计各自为无线充电提供特定的3D磁场。
利用线圈伸缩无线充电装置系统方法

[发明专利]混合功率级和栅极驱动电路-CN202111541109.2在审
发明人：卢俊诚;拉里·斯帕齐亚尼 -专利权人： GAN系统公司
申请日： 2021-12-16 - 公布日： 2022-06-17 - 主分类号： H02M1/088 文献下载
摘要：本发明公开了混合功率开关级和驱动电路。示例性半导体功率开关设备包括以半桥配置连接的高侧开关和低侧开关，其中所述高侧开关包括GaN功率晶体管，所述低侧开关包括Si MOSFET。Si‑GaN混合开关级在利用包括GaN功率晶体管和Si‑MOSFET的功率开关设备的特性的经济高效的解决方案中提供增强的性能，例如降低开关损耗。本发明还公开了用于所述Si‑GaN混合开关级的栅极驱动，和包括所述栅极驱动和具有半桥或全桥开关拓扑的Si‑GaN混合功率开关设备的半导体功率开关级。
混合功率栅极驱动电路

[发明专利]用于高电流横向功率半导体器件的器件拓扑-CN202111237743.7在审
发明人：侯赛因·穆萨维;爱德华·麦克罗比 -专利权人： GAN系统公司
申请日： 2021-10-22 - 公布日： 2022-05-06 - 主分类号： H01L29/417 文献下载
摘要：一种横向功率半导体器件结构包括在有源拓扑上的焊盘，其中优化片上互连金属化层和接触焊盘位置以降低互连电阻。对于横向GaN HEMT，其中漏极、源极和栅极指状电极在有源区的第一和第二边缘延伸，该源极和漏极总线在有源区的第一和第二边缘的位置中间穿过有源区，与源极指状物和漏极指状物的第一和第二部分互连，该指状物向有源区的第一和第二边缘横向延伸。外部接触焊盘放置在源极和漏极总线上。对于给定的管芯尺寸，该互连结构降低了源极和漏极金属互连中电流通路的长度，并提供了例如较低的互连电阻、每单位有源区更大的载流量和每个管芯更大的有源区利用率中的至少一个。
用于电流横向功率半导体器件器件拓扑

[发明专利]用于大间隙无线电力传输系统的高效谐振器线圈-CN202011336998.4在审
发明人：石铁峰;保罗·维纳 -专利权人： GAN系统公司
申请日： 2020-11-25 - 公布日： 2021-06-18 - 主分类号： H01F38/14 文献下载
摘要：公开了用于大间隙谐振无线电力传输(WPT)的高效谐振器线圈和线圈设计方法。谐振器线圈包括由线圈参数定义的线圈拓扑，其中每匝的匝尺寸(诸如每匝的走线宽度和间距)被配置为减小或最小化在距线圈指定距离或距离范围处的充电平面的区域上的磁场的z分量的方差。Tx谐振器线圈包括调谐电容器和网络匹配电容器的电容器布置，以例如对于诸如范围从数十瓦到至少数百瓦的穿墙式WPT的应用，改进线圈到线圈效率和端到端WPT系统性能。平面谐振器线圈拓扑与使用低成本PCB技术(例如具有多层金属)的制造兼容，以减少损耗并改进热性能。
用于间隙无线电力传输系统高效谐振器线圈

[发明专利]快速脉冲、高电流激光驱动器-CN202080005734.2在审
发明人：侯赛因·穆萨维;拉里·斯帕齐亚尼 -专利权人： GAN系统公司
申请日： 2020-02-27 - 公布日： 2021-05-28 - 主分类号： H01S5/042 文献下载
摘要：公开了用于驱动需要高电流和快速脉冲的二极管激光系统的包含氮化镓(GaN)功率晶体管的脉冲激光驱动器，诸如用于LIDAR(光检测和测距)系统的激光驱动器。驱动器能够递送具有峰值电流≥100A(例如170A)的脉冲，以提供高峰值功率、具有纳秒上升时间和纳秒脉冲持续时间的快速脉冲，用于驱动每通道40A、每通道120W输出、组合峰值输出480W的多通道激光二极管阵列。对于较低的占空比，公开了包含高电流功率晶体管的示例驱动器电路，所述高电流功率晶体管用于利用驱动辅助的直接驱动。对于较高的占空比，公开了包含两个高电流功率晶体管的示例谐振驱动器电路。使用GaN技术的谐振驱动器电路的实现为以较高重复率的短脉冲操作或用于脉冲编码调制提供快速充电。
快速脉冲电流激光驱动器

[发明专利]采用孤岛拓扑结构的高密度氮化镓器件-CN201180020410.7有效
发明人：约翰·罗伯茨;阿哈默德·米桑;格文·帕特森;格雷格·克洛维克 -专利权人： GAN系统公司
申请日： 2011-04-13 - 公布日： 2013-01-23 - 主分类号： H01L23/48 文献下载
摘要：本发明公开一种氮化镓（GaN）系列器件-晶体管和二极管，比前述GaN器件具有更高的单位面积电流处理能力。这一改进要归因于改进的布局拓扑结构。该器件还包括更简单、但性能更佳的倒装芯片连接系统和可减小热阻的装置。本发明还公开了一种简化的制造工艺，展示了使用孤岛电极替代指状电极的布局方案以将有源区密度增至传统交指结构的两倍或五倍。可使用孤岛拓扑结构来构造超低导通晶体管和损失较低的二极管。具体而言，本发明提供了一种提高横向GaN结构性价比的装置。
采用孤岛拓扑结构高密度氮化器件

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