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PI发布基于氮化镓的InnoSwitch3 AC-DC变换器IC,可大大提升产品性能

作者:熊猫时间:2019-10-09来源:电子产品世界收藏

近日,专注于高压集成电路高能效功率转换领域的知名公司Power Integrations发布其明星产品InnoSwitchTM3系列恒压/恒流离线反激光开关电源IC的新成员。PI资深技术培训经理阎金光(JASON YAN)在媒体会上分享新成员的独特之处。

本文引用地址:/article/201910/405546.htm

众所周知,消费类电子产品应用的发展方向将集中在尺寸和效率两方面。比如在各类家用电器、电视机、服务器待机电源,笔记本适配器、高端手机充电器和其他移动设备等产品中,生产商需要制造出体积更小、效率更高的产品,也就对开关电源提出更加严苛的要求。

InnoSwitchTM3系列新产品共发布三款,根据不同的使用环境分为InnoSwitch3-CP(恒功率)、InnoSwitch3-EP(适合敞开式应用)、InnoSwitch3-Pro(数字控制)。其中InnoSwitch3-CP和InnoSwitch3-EP的电源特性可以通过改变硬件参数的方式进行配置,而InnoSwitch-Pro集成先进的数字接口,可通过软件实现对恒压和恒流的设置点、异常处理以及安全模式选项的控制。

InnoSwitchTM3系列的三位新成员突破性地使用了专利技术PowiGaN开关技术,即用氮化镓开关替代原有的常规高压硅晶体管,使得电源的效率更高、温度更低、尺寸更小,同时率先实现大功率电源的无散热片设计。

提高效率

InnoSwitchTM3系列的革新设计将输出功率提升到100W以上。其主要原理是应用到GaN开关技术降低导通损耗和开关损耗。导通损耗由导通电阻决定,在电流一定的情况下,当电阻越低时损耗也就越低。而GaN开关技术可以将导通电阻做到更小,从而降低导通损耗。于此同时,利用氮化镓技术的本质特征将开关损耗做到最低。这两方面的共同作用实现了利用PowiGaN开关技术的产品的优质性能。

安全性和一致性

氮化镓技术早在十几年前已经被业界研究,但是成熟的应用产品数量极少,并且成本很高。部分原因是因为氮化镓必须有单独的控制器为其提供驱动,这就对工程师在设计产品过程中提出了关于安全性、可靠性方面的挑战。对此,PI的策略是将PowiGaN器件封装在IC产品内部并对器开关工作提供可靠保护,工程师们在设计过程中可以直接使用,不需要再做过多思考。

因为PI已经将PowiGaN器件集成到IC产品内,所以对于工程师来说可以看到显著的性能优势,但其他方面的变化并不明显。这样也是保障了产品的使用的一致性、连贯性及易于使用的特性。

基于PowiGaN的InnoSwitchTM3设计可实现95%的满载效率,从而再适配器设计中可省去散热片。PowiGaN的高效率还可提高60W USB PD电源再各种负载下的性能,再115VAC下的平均效率为92.5%,在230VAC下则为93.3%。

Power Integrations总裁兼首席执行官Balu Balakrishnan表示:“在实现高效率和小尺寸方面,氮化镓是一项明显优于硅技术的关键技术。我们预计众多电源应用会从硅晶体管快速转换为氮化镓。自从我们在18个月之前推出硅技术新器件以来,InnoSwitch3已成为离线开关电源IC市场当之无愧的技术先行者,随着我们的反激式产品在效率和功率能力的提高,新的氮化镓IC进一步巩固了我们的优势地位。”

结语

Power Integrations全新的InnoSwitch 3 IC现已开始供货,基于10,000片的订货量每片单价为4美元。Power Integrations网站提供了五款新的参考设计,均为输出功率介于60 W到100 W的USB-PD充电器,此外还提供了自动化设计工具PI Expert以及其他技术支持文档。



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