作為半導體材料,人們關注GaN(氮化鎵)是從上世紀90年代的LED燈應用開始的。然而,但我們看到GaN充電器在更小的體積中實現更高的效率,以及更好的散熱性能之後,GaN在消費電子領域的爆發便勢不可擋。
在第十一屆亞洲電源技術發展論壇暨21DIANYUAN深圳高性能電源技術分享與實戰技術研討會(以下簡稱:研討會)上,PI中國區應用總監郭勇輝和大家分享了來自PI的《面向消費電子應用的GaN解決方案》。
歷經 10 年錘鍊,21Dianyuan 鍛造出業內口碑極佳的深圳千人「高性能電源技術分享與實戰技術研討會」。在2020 年,21Dianyuan聯合國內外資深專家和國際名企原廠,打造了「亞洲電源技術發展論壇」,為國內電源工程師提供集技術提升、人脈拓展、業務洽談和產業賦能為一體的優質高效平臺。 郭勇輝表示,GaN正在推動全球電源革命,在快速充電器、物聯網、智能家居、智能建築(HBA)、家電和工業設備等領域展現出了巨大的潛力。PI的PowiGaN能夠讓功率轉換變得更小,可以幫助實現: 隨著技術的廣泛普及,採用GaN技術的產品在體積上都會顯著減小,同時效率更高,這便是GaN的魅力所在。郭勇輝認為,集成是實現這一些,讓GaN商業化的關鍵所在。研討會上,他以InnoSwitch™3-Pro為例對此進行了說明。 InnoSwitch™3-Pro開關電源IC將 PowiGaN 與集成的數字控制功率變換相匹配,在所有負載下均提供一致的高效率,效率最高可達94%。
InnoSwitch™3-Pro開關電源IC集成了專為特定PowiGaN器件定製的驅動器,可優化開關速度,從而降低EMI、提高效率並消除振蕩。此外,InnoSwitch™3-Pro開關電源IC採用初級和次級控制器+通過FluxLink™技術確保安全隔離的I2C接口。 InnoSwitch™3-Pro開關電源IC上的I2C接口具有可設定性,能夠調節輸出電壓和電流,CV、CC、CP特性,以及故障觸發點和響應。因此,InnoSwitch™3-Pro開關電源IC上的I2C接口可以調整輸出以滿足負載要求,通過USB線與負載設備進行通信。 郭勇輝強調,InnoSwitch™3-Pro開關電源IC可以實現Si和PowiGaN開關的無縫擴展。
對於充電器和適配器應用而言,開關頻率決定了變壓器的體積,輸入電壓決定了大容量電容的體積。 在減小器件體積的過程中,高壓大容量電解電容器成為令人頭疼的問題。為了支持高輸入電壓,電容製造商必須大幅增加大容量電容的尺寸!
通過採用PI的PowiGaN技術,MinE-CAP開關可節省空間,同時不會影響輸出紋波、工作效率,或者無需重新設計變壓器。它可以大幅減少高壓儲能元件的數量,並使低電壓電容免受電網電壓劇烈波動的影響,因此還能為輸入電壓範圍寬廣的地區提供增強的耐用性。 MinE-CAP開關低輸入電壓時添加低壓電容,輸入電壓提高時移除低壓電容,讓220VAC輸入時採用一顆400V39μF,110VAC輸入時自動並聯一顆160V100μF電容滿足輸出需求成為了可能。
【尺寸為:13 x 25mm,約為400V 體積的1/3】 理想搭檔:InnoSwitch™3/Pro和MinE-CAP 研討會上,郭勇輝通過USB PD 3.0適配器參考設計DER626向大家展示了InnoSwitch™3/Pro和MinE-CAP是一對理想的搭檔。他將其定義為使用可達到的技術,做極致的產品。 得益於InnoSwitch™3-Pro和MinE-CAP的高性能和高集成度,DER626在85 x 54 x 15mm的尺寸下,可以實現寬範圍輸入和65W輸出。
PI的PowiGaN能夠提供更高的效率,幫助完成體積小/重量輕的產品設計,已批量應用於眾多領域的產品,包括工業、消費、照明和商用等。通過InnoSwitch™3-Pro和MinE-CAP等IC產品,PI的PowiGaN將重塑離線式功率變換。
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