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PowiGaN IC市场技术的先行者

2019-09-05 16:39:11 来源:大比特商务网 作者:杨博怀 点击:4477

【大比特导读】人们常说一句,市场上没有永远的真正赢家。一直以来功率MOSFET器件在模拟电路与数字电路中都占据着主导位置,但随着技术的不断进步,GaN功率器件的出现逐渐在挑战其他功率器件的地位。

人们常说一句,市场上没有永远的真正赢家。一直以来功率MOSFET器件在模拟电路与数字电路中都占据着主导位置,但随着技术的不断进步,GaN功率器件的出现逐渐在挑战其他功率器件的地位。如今GaN晶体管与MOSFET、IGBT等功率器件相比更具备快速的开关性能,正是这种高频的特性,使其可用于许多新的应用领域中。如5G通讯基站、无线充电、汽车激光雷达等。

100W输出功率,损耗极大降低
 

Power Integrations资深技术经理Jason Yan

Power Integrations资深技术经理阎金光Jason Yan

日前于深圳举办的一场媒体见面会上,Power Integrations资深技术经理Jason Yan表示 到,“PI推出的InnoSwitch™3(CE/CP/Pro)IC产品系列与LYTSwitch™-6 IC利用PI的PowiGaN开关技术都实现了100W以上的输出功率,其中的功率器件皆采用了业界火爆的GaN开关技术,使得电源效率更高、温升效果更低、尺寸更小,并且在较大输出功率的电源应用当中实现了无散热片的设计。目前采用内部集成GaN开关的InnoSwitch系列产品能实现95%的满载效率,在业界首次实现在无需散热片的密闭适配器工作环境下达到100 W的功率输出。而针对敞开式应用环境,Jason补充到,“PI的InnoSwitch3-EP系列产品则特别适合于家电类及工业类内嵌式电源应用,其具备的输入过欠压保护极大地提高了整体电源应对恶劣供电环境的能力,同时采用750V耐压的GaN开关也提供了更高的电压安全余量。”

此外,目前业界广泛使用的MOSFET,其输出电容在其开通时,会通过其本身进行放电,寄生电容的大小与MOSFET的大小成比例,意味着更大的MOSFET其开关损耗也更高,尽管尺寸更大的MOSFET其RDS(ON)有所降低,即导通损耗下降,但其开关损耗的增大则相对抵消了其导通损耗减少所带来的好处。而使用GaN开关技术则可极大地降低开关损耗,整体上开关损耗与导通损耗会比传统MOSFET功率损耗要低得多,从而实现更高的开关效率。

GaN开关损耗变化曲线

(图片来源:Power Integrations)

Jason补充到,“PowiGaN开关的InnoSwitch3 IC、LYTSwitch-6 IC在EMI、ESD方面无异常的电路特性表现,所以也无需增加特别的设计考量。”

可以说GaN晶体管技术促进了功率变换领域的改变,在高功率应用当中PowiGaN更是引领“无散热片”设计的趋势,效率的提高、损耗的降低以及可靠的保护让GaN更具有实用性。

高效、精准、性能

在媒体会上,Power Integrations还介绍了LYTSwitch™-6安全隔离型LED驱动器IC的最新成员LYT6079C、LYT6070C。其与InnoSwitch3系列一样采用了PowiGaN初级开关,无需加装散热片,通过低RDS(ON)降低导通损耗,同时减小了镇流器的尺寸和重量,并降低对驱动器周边风冷环境的要求,特别适合于有体积效率有较高要求的应用,例如高度具有要求的天花LED灯具驱动、高低舱顶灯灯具、LED路灯驱动以及工业用12V或24V恒压输出应用。

LYTSwitch-6相较于传统的LED驱动器方案已经有明显的高效优势,Jason对《半导体器件应用网》记者介绍到,如果功率转换提高3%,则能够减少三分之一的热量消耗,这对于改善驱动器使用寿命,提高产品可靠性会有显著的影响。

与此同时,该器件还保留了快速动态响应等优势,可为并联LED灯串提供优异的交叉调整率,并且无需额外的二次稳压电路,同时还支持无闪烁系统工作。这些优势可以保证更加易于实现使用脉宽调制(PWM)接口的调光应用。

传统的LED驱动器方案

LYTSwitch-6高效LED驱动器
(图片来源:Power Integrations)

另外,LYTSwitch-6还使用了FluxLink精准控制功率变换与自家研发的PI创新技术来达到最佳性能的目的;FluxLink用来替代传统电路中常用的光耦器,即实现了反馈信号的传输又提供安全的隔离效果,能满足所有安规及绝缘耐压的要求,可直接对输出特性的电压与电流进行检测,实现输出的精准控制。

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