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降低GaN器件電路設計中的難度,讓GaN使用不再是挑戰

分分鐘讓你的電源設計高效、低損耗、小體積
2019-09-11 10:17 來源:電源網原創 編輯:電源網

實現開關電源設計的高功率密度一直是每個工程師的終極目標,作為工程師都希望了解怎樣將效率一點點的改善,工程師可以從電路設計方面入手,但如果希望大幅提升整體電源的工作效率那就不只是調整設計能夠達到的,我們需要更強大與高效的IC芯片來提升整體方案的性能及表現。

關于InnoSwitch?3系列

近日,深耕于高壓集成電路高能效功率轉換領域的知名公司Power Integrations(納斯達克股票代號:POWI)發布了InnoSwitch?3系列恒壓/恒流離線反激式開關電源IC的新成員。該產品系列為之前其他產品的擴展產品。新IC可在整個負載范圍內提供95%的高效率,并且在密閉適配器內不使用散熱片的情況下可提供100 W的功率輸出。

降低GaN器件電路設計中的難度,讓GaN使用不再是挑戰

核心優勢:獨立開發高壓氮化鎵(GaN)開關技術

能夠如此大幅度提升效率主要源于Power Integrations內部自行研制的高壓氮化鎵開關技術。其命名為PowiGaN開關技術。由于GaN器件具備出色的擊穿能力、更高的電子密度及速度,和更高的工作溫度。其可以提供高電子遷移率,這意味著開關過程的反向恢復時間可忽略不計,因而表現出低損耗并提供高開關頻率,而低損耗加上寬帶寬器件的高結溫特性,可降低散熱量,高開關頻率可減少濾波器和無源器件如變壓器、電容、電感等的使用,最終減小系統尺寸和重量,提升功率密度,有助于設計人員實現緊湊的高能效電源方案。同為寬帶寬器件,GaN比SiC的成本更低,更易于商業化和具備廣泛采用的潛力。   

在新發布的系列器件中,氮化鎵開關替換了IC初級的常規高壓硅晶體管,這可以降低電流流動期間的導通損耗,并極大降低工作時的開關損耗。這最終有助于大幅降低電源的能耗,從而提高效率,使體積很小的InSOP-24D封裝提供更大的輸出功率。

InnoSwitch?3產品系列及特點

InnoSwitch?3產品系列包含了InnoSwitch3-CP、InnoSwitch3-EP和InnoSwitch3-Pro三個產品系列,其適用于不同的設計需求。InnoSwitch3-CP和InnoSwitch3-EP的電源特性可以通過改變外圍元件硬件參數的方式進行配置,而InnoSwitch-Pro集成先進的數字接口,利用外部的微處理器可通過軟件實現對恒壓和恒流的設置點、異常處理以及安全模式選項的控制。準諧振模式的InnoSwitch3-CP、InnoSwitch3-EP和InnoSwitch3-Pro IC在一個表面貼裝封裝內集成了初級電路、次級電路和反饋電路。基于GaN技術的使用, 新IC增加了InnoSwitch3的效率和輸出功率。

降低GaN器件電路設計中的難度,讓GaN使用不再是挑戰

輸出功率比較

1.保證產品使用的一致性、連貫性及易于使用特性

2.功率更大且耐壓更高,能夠給工程師帶來更大的安全裕量

3.GaN開關極大的降低了導通損耗

4.可在適配器設計中省去散熱片,減小體積

5.擁有業內先進的GaN的認證過程

應用范圍:適對尺寸和效率有較高要求的應用

新IC無需外圍元件即可提供精確的恒壓/恒流/恒功率,并輕松與快充協議接口IC協同工作,因此適用于高效率反激式設計,其主要適用于:非原裝USB PD適配器(主要針對零配件市場的需求);高端手機充電器和其他設備;筆記本適配器;尺寸或效率有要求的產品(家電、電視機、服務器待機電源、一體機電腦、視頻游戲機);應用所要求的特點受益于InnoSwitch的產品特性,但需要更高的輸出功率范圍的應用。

降低GaN器件電路設計中的難度,讓GaN使用不再是挑戰降低GaN器件電路設計中的難度,讓GaN使用不再是挑戰

關于氮化鎵(GaN)技術的未來

隨著環保觀念的提倡,節能減排技術、新能源并網、智能電網的不斷發展,這些領域對功率半導體器件的性能指標和可靠性的要求日益提高,要求器件有更高的工作電壓、更大的電流承載能力、更高的工作頻率、更高的效率、更高的工作溫度、更強的散熱能力和更高的可靠性。現今,基于硅材料的功率半導體器件的性能已經接近其物理極限。

因此,以第三代半導體材料氮化鎵(GaN)將會成為國際大型企業研發和產業化的方向。

讓GaN更具有實用性。

降低GaN器件電路設計中的難度,讓GaN使用不再是挑戰

PI資深技術培訓經理閻金光(JASON YAN)先生講解產品

PI資深技術培訓經理閻金光(JASON YAN)先生也表示:“其實在十幾年前關于GaN技術就在持續的研發中,GaN器件雖然高效,但也存在著成品率低、成本高、使用難,對于工程師的電路設計是具備一定的挑戰性的,因此Power Integrations的產品策略是將PowiGaN器件封裝在IC內部并對其開關工作提供可靠的保護,讓設計工程師可以明顯的看到性能的提升,并且在設計過程中無需進行特別的考慮,以期達到高可靠性開關的效果。”

關于Power Integrations

Power Integrations, Inc.是高壓電源轉換領域半導體技術的知名創新者。該公司的產品是清潔能源生態系統內的關鍵組成部分,可實現新能源發電以及毫瓦級至兆瓦級應用中電能的有效傳輸和消耗。有關詳細信息,請訪問網站www.power.com。

標簽: PI GaN InnoSwitch?3

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