在电动汽车和混合动力汽车中，少不了用於连接高电压电池和低电压辅助电路的DC-DC转换器，而它对於开发更多具有低压功能的经济节能车型也很重要。由TechInsights的资料显示，2023年全球汽车DC-DC转换器的市场规模为40亿美元，预计到2030年将增长至110亿美元，预测期内的复合年增长率为15%。其中，氮化??（GaN）发挥着至关重要的作用，因为它可用於提高DC-DC转换器和车载充电器（OBC）的功率密度。因此，现代驱动技术和电气化解决方案供应商纬湃科技（Vitesco）选择GaN来提高其 Gen5+ GaN Air DC-DC转换器的电源效率。英飞凌科技（Infineon）的CoolGaN电晶体650 V能够同时提升整体系统性能，以及大幅降低系统成本并增加易用性。协助纬湃科技打造新一代DC-DC转换器，并提升电网、电源和OBC的功率密度（效率超过 96%）和永续性。

图一 : CoolGaN电晶体650 V

基於GaN的电晶体的开关速度已从100 kHz提高至250 kHz以上，在高频开关应用中具有显着的优势。因此，即使在硬式开关半桥中的开关损耗也非常低，而且更大程度地降低热损耗和整体系统损耗。此外，英飞凌的CoolGaN电晶体具有很高的导通和关断速度，并采用顶部散热TOLT封装。由於该系列电晶体采取空气冷却而非液体冷却，因此降低了整体系统成本。这些650 V元件还提高电源效率和密度，支援800 V输出功率。其导通电阻（R_DS（on））为50 mΩ，瞬态漏极至源极电压为 850 V，I_DS,max和 I_DSmax,pulse分别为30 A和60 A。

透过GaN电晶体，纬湃科技设计出具有被动冷却功能的Gen5+ GaN Air DC-DC转换器，降低整体系统成本。GaN元件还能简化转换器设计和机械整合，使DC-DC转换器能够灵活地安装在车辆中。使用GaN电晶体还可将转换器的功率提升至3.6 kW，功率密度提升至4.2 kW/l以上。与Gen5液冷转换器相比，Gen5+ GaN Air DC-DC转换器的效率超过96%，热性能得到改善。它们可在14.5 V连续电压下提供248 A的两相输出。相位能够合并，以实现最大输出功率，还可以在部分负载的工况下关闭一个相位，并在两个相位之间交错开关频率。

此外，透过串联切换两个相位的输入，基於CoolGaN功率电晶体650 V的转换器能够在不超出半导体元件阻断电压上限的情况下实现800 V架构。该系列转换器的另一个特点是采用隔离式半桥拓扑结构，包括一个基於GaN的半桥、一个完全隔离的变压器和一个适用於各个相的主动式整流器。英飞凌CoolGaN电晶体650 V现已上市。