此前,PI基于自行研发的氮化镓技术——PowiGaN™,总共开发了5个系列的芯片产品,包括InnoSwitch3-CP、EP、Pro、MX和LYTSwitch-6。凭借高集成、高效率、高可靠性等特点,InnoSwitch3 PowiGaN™系列一经面世,就获得了客户和市场的一致好评。而此次推出的1250V产品,则是PI旗下InnoSwitch恒压/恒流准谐振离线反激式开关IC产品系列的最新成员。
PI之所以选择开发1250V耐压的开关器件,是因为1250V的PowiGaN™具有更高的电压裕量,以及更出色的耐用性和可靠性,适用于很多更高输入电压的应用,而即使在输入电压不稳定的情况下,也能对其提供保护,保证整体电源的可靠运行。
至于为什么选择氮化镓作为开关器件的基底材料,PI则有着自己的考量。氮化镓作为第三代半导体材料,具有比硅(Si)、碳化硅(SiC)更突出的优势。例如,氮化镓可以承受更高的工作电压,这意味着其功率密度及可工作温度也相对更高。也就是说,氮化镓具有高功率密度、低能耗、适合高频率、支持更高环境温度工作等特点,能够在更高的电压下提供更低的损耗,并且在开关切换时使用的能量更少,另外,氮化镓开关器件的体积也相对较小,电源设计人员能够在很宽的输入输出电压范围内实现更高的开关频率,同时在较小的物理尺寸上达到期望的设计效率。
为了进一步说明氮化镓比硅、碳化硅的性能更好,进行了实验
结果显示,1250V的PowiGaN™开关方案,其效率要比650V的硅开关方案高出1%,其损耗也比传统的硅开关方案减少近一半左右。
PowiGaN™功率变换的效率可以达到93%,这不仅能使工作温度大幅降低,还有助于实现高紧凑度的反激式电源设计。即使在高达85W输出功率的情况下,也无需金属散热片。可以说,在高压反激类的应用当中,PowiGaN™开关要更优于MOSFET。
针对氮化镓器件未来的发展,PI方面坚信,与硅技术甚至是碳化硅技术相比,氮化镓则是一种更加适合于高压开关应用的技术。除此之外,这款1250V的PowiGaN™还具有同步整流和FluxLink™安全隔离反馈功能,可以稳定输出电压和电流,提升整体电源效率。因此,设计人员在使用新款InnoSwitch™3-EP 1250V IC时,可以非常放心地明确其设计可以工作于1000V的峰值工作电压。
因为1250V的绝对最大值可以满足80%的行业降额标准,这为工业应用提供了巨大的裕量,特别是对那些具有挑战性电网环境的应用尤其重要。因为在这种环境下,耐用性是抵御电网波动、浪涌,以及其他电力扰动的重要防御手段。PowiGaN™共源共栅架构的InnoSwitch3 MCM,也就是多芯片模块技术,通过将所有的晶圆组装在一个封装里,然后内部再用键合线进行互连,这样不仅可以精确控制驱动器的尺寸,其走线电感的最小化还能更好的优化功率开关的性能,从而使性能和可靠性均得到了有效保障。