現(xiàn)在的電源輸出功率的不斷攀升、體積的日益縮小以及系統(tǒng)成本的持續(xù)降低。這三個方向看似相互矛盾,卻共同構(gòu)成了IC行業(yè)最前沿的競爭態(tài)勢。為了滿足客戶的不斷升級的需求,行業(yè)必須不斷創(chuàng)新,迎接更為嚴(yán)苛的技術(shù)挑戰(zhàn)。InnoSwitch 系列產(chǎn)品以其高集成度、高效率以及可編程性脫穎而出。它不僅滿足了在靈活性、高功率密度和低成本方面的多重需求。
innoswitch能達(dá)到高達(dá)95%的轉(zhuǎn)換效率,主要歸功于其采用的氮化鎵(GaN)功率開關(guān)。值得一提的是,IC提供了750V和900V兩種耐壓規(guī)格的GaN選項,從而使其能夠適應(yīng)電網(wǎng)不穩(wěn)定的環(huán)境。
常見的電源設(shè)計拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下
氮化鎵是一種新技術(shù),設(shè)計者可以用它來降低由于晶體管特性的不同而對電源性能產(chǎn)生的影響。在所有晶體管中,隨著RDS(ON)的減小,管芯尺寸會增加,這會導(dǎo)致寄生COSS也隨之增加。在氮化鎵晶體管中,COSS的增加與RDS(ON)的減少之比要低一個數(shù)量級。RDS(ON) 是開關(guān)接通時的電阻,它造成導(dǎo)通損耗。COSS的功率損耗等于CV2/2。當(dāng)晶體管導(dǎo)通時,COSS通過RDS(ON)放電,導(dǎo)致導(dǎo)通損耗。導(dǎo)通損耗等于(CV2/2) x f,其中f是開關(guān)頻率。用氮化鎵開關(guān)替換硅開關(guān)會降低RDS(ON)和COSS的值,能夠設(shè)計出更高效的電源,或?qū)崿F(xiàn)在更高頻率下工作,而對效率的影響較小,這有助于縮小變壓器的尺寸。
隨著晶體管變大,RDS(ON)會減小。這沒有問題。然而,隨著晶體管變大,(顯然)面積會更大,因此寄生電容COSS也會增加。這不是好事。最佳的晶體管尺寸應(yīng)使RDS(ON)和COSS的組合最小化。該點通常位于降低RDS(ON)損耗的曲線與增加COSS損耗的曲線的相交處。
在實際設(shè)計中,對于額定功率為≤100W的基于氮化鎵的反激式適配器來說,能夠提供效率、尺寸和低成本的最佳組合的開關(guān)頻率可以低于100kHz。對于氮化鎵而言,限制因素不是開關(guān)速度。隨著COSS的大幅減小,設(shè)計者有了更大的靈活性,可以針對損耗優(yōu)化開關(guān)頻率,達(dá)成一個卓越的解決方案。
效率提高3%相當(dāng)于損耗減少至少35%。氮化鎵設(shè)計的能耗更少,產(chǎn)生的熱量減少35%。這一點非常重要,因為初級功率開關(guān)通常是傳統(tǒng)電源中最熱的元件。氮化鎵的散熱需求也會下降。電源體積將會更小,重量更輕,也更便攜,并且由于元件的溫度較低,電源的工作溫度將更低,擁有更長的使用壽命。