在PI InnoSwitch3系列反激式开关IC中，有针对家电和工业应用的EP系列INN3690C、针对汽车应用的AQ系列INN3990CQ等等产品。无论是INN3690C还是INN3990CQ都具备击穿电压高达900V的PowiGaN，特别适用于400V母线系统的相关应用，并且可以在超过93%的效率下输出高达100W的功率，InnoSwitch3-EP系列的INN3690C与InnoSwitch3-AQ系列的INN3990CQ参数接近，主要差别在于INN3990CQ符合AEC-Q100标准，适用于车规级应用。
有两个关键词：“900V耐压”和“100W输出功率”那么问题来了，为什么要做到兼具900V高耐压和100W输出功率呢？
我们从 InnoSwitch3-EP典型应用原理入手
如上图所示，相较于其他电源方案，InnoSwitch3-EP系列方案具备几大优势：
首先是高集成度： PI将初级的高压开关以及次级的控制电路集成到同一个紧凑的封装内部，同时具备高达4000VAC的隔离电压要求，目前没有其他厂家可以实现类似的技术。InnoSwitch3-EP同时集成了次级检测以及同步整流驱动器，进一步降低了设计复杂度并提高了电源效率。其次是高输出功率以及高效率， 以INN3690C为例，其可以在超过93%的效率下输出高达100W的功率。能够有效缩小散热器尺寸，甚至完全省去散热器，仅靠PCB板进行散热。接着是优良的输出控制性能： InnoSwitch3-EP次级可以采用多路加权反馈方式及同步整流，提供出色的多路输出交叉调整率。具备优异的恒压、恒流精度。接着是空载功耗低至30mW的高效节能。最后是先进的保护/安全特性： 具备SR FET-gate栅极开路检测功能、快速的输入欠压过压保护、输出过压故障进入自动重启保护工作状态等保护措施。集成的725V/750V/900V额定电压开关，可以为工业电源等不同高压应用保持额外的安全余量。
在输出功率100W的所有器件中，INN3690C具备高达900V的GaN开关，首先需要考虑一下为什么电源需要高达900V的GaN开关呢？这是由于在反激式功率变换器中，初级的功率开关上的电压应力取决于3个方面：VDC，即电路的输入电压；VOR，即输出电压反射至初级的电压；VLE，即功率变压器当中的漏感储能。上述3个电压会叠加起来，构成初级功率开关上的应力。对应力构成带入数值进行分析，在考虑20%安全设计余量的基础上，初级功率开关的耐压值需要达到860V。因此，900V耐压的初级功率开关，可以很好地满足这些需求。
上图展示了INN3990CQ内部高压FET以及SR FET的电压应力。可以看到，在500V输入电压下，INN3990CQ内部高压FET应力也仅达到900V额定耐压值的80%，留有充分的电压裕量。这也充分体现了900V耐压的重要性。
PI目前已经有基于硅技术的900V耐压的产品，但是由于硅晶体管的开关损耗较大，同时硅技术的晶圆尺寸较大，因此其功率等级大约限制在30W。对应的750V耐压的GaN器件则可以轻松满足100W的输出功率要求。随着汽车电子、工业、消费和商业应用的发展升级，对更高输入电压的辅助电源的功率需求也一直在不断提高，因此，PI推出的900V GaN系列产品，完美填补了这一块市场需求。
目前新能源汽车发展迅速，PI针对汽车应用的AQ系列的INN3990CQ产品，也为这个领域带来了一次创新机会。在目前的新能源汽车中，仍普遍存在12V铅酸电池，其主要功能为在汽车动力系统未启动时，为安全系统如门锁、防盗等进行供电。目前的主要架构是高压动力电池通过DCDC变换器对12V电池进行充电，再由12V电池对安全系统等负载进行供电。如果使用PI的INN3990CQ等器件，则可以直接将动力电池电压转换为12V电源轨，构成一个虚拟的12V蓄电池。这样带来的显著优点有：效率高，显著减重，该电源的性能也会优于12V电池，大大延长了汽车停止行驶期间的待机时间。
从高压侧看，变压器的原边连接到INN3990CQ高压侧功率开关，且具有RCD吸收电路来限制高压FET关断时候的DS端电压峰值。变压器的辅助绕组对INN3990CQ进行供电。从低压侧看，INN3990CQ主要功能是电压测量、电流测量以及SR FET的驱动。在本设计中，2颗MOSFET并联使用作为SR FET，对于7.35A的高电流输出，可以降低散热压力。SR FET上还并联有RC吸收电路以抑制高频震荡。
FB为INN3990CQ的电压反馈引脚，R113和R114构成基础电压反馈，ATL431部分电路构成精确电压调整（Precision Voltage Regulation, PVR）反馈。由于PI独有的FluxLink反馈技术，可以直接测量低压侧电压进行反馈，而不是传统的通过光耦反馈的方式，可以极大提升低压侧输出电压精度。IS为INN3990CQ的电流反馈引脚，R109、R110和R111为电流采样电阻。保证在故障发生时，电源有足够的过载保护能力，从而保护电源及负载的使用安全。
900V耐压的GaN初级FET，能提供高达100W的输出功率体现了其核心竞争力，给高输入电压的应用及市场火爆的汽车电子应用带来新的选择。
