中国电子技术网

设为首页 网站地图 加入收藏

 
 

又刷新了业界记录,PI发布了1700V氮化镓器件

关键词:PI氮化镓(GaN)开关ICPowiGaN技术

时间:2024-11-11 15:20:47      来源:中电网

深耕于高压集成电路高能效功率变换领域的知名公司Power Integrations正式发布其InnoMux™-2系列新成员--一款1700V额定耐压的氮化镓(GaN)开关IC,该产品在业内独树一帜,以其1700V的耐压能力刷新了氮化镓器件的新高度,进一步巩固了PI在高压功率半导体市场的领先地位。据了解,这款新产品不仅在性能和效率上具有优势,同时在价格方面也优于现有的碳化硅(SiC)器件。PI资深技术培训经理阎金光在发布会上对其进行了详细解读。

深耕于高压集成电路高能效功率变换领域的知名公司Power Integrations正式发布其InnoMux™-2系列新成员--一款1700V额定耐压的氮化镓(GaN)开关IC,该产品在业内独树一帜,以其1700V的耐压能力刷新了氮化镓器件的新高度,进一步巩固了PI在高压功率半导体市场的领先地位。据了解,这款新产品不仅在性能和效率上具有优势,同时在价格方面也优于现有的碳化硅(SiC)器件。PI资深技术培训经理阎金光在发布会上对其进行了详细解读。

InnoMux-2 IC:多路输出与高效率的完美结合

这款1700V 氮化镓 InnoMux-2 IC基于PI的专有PowiGaN™技术,实现了在1000VDC母线电压下超过90%的转换效率。这得益于InnoMux™-2 IC的单极、独立调整多路输出离线式电源功能,无需后级稳压器即可精确调整输出电压,达到了每路1%以内的精度控制。这种设计在提供高达70W功率的同时,进一步提升了整体电源系统的效率,使其在反激转换架构下展现出前所未有的性能。另外为应对更高的母线电压的使用需求,InnoMux-2采用了F封装设计,爬电间距更大,从而增加整个电源的可靠性。

这款IC适用于多种电压供电需求的场景,如汽车充电器、太阳能逆变器、三相电表及各类工业电源系统。与传统的碳化硅(SiC)相比,1700V的氮化镓器件具备显著的成本优势,是应对高压电源应用挑战的理想解决方案。

领先之道:多项技术创新助力

PI的成功不仅仅是PowiGaN™技术在材料层面的创新,还在于其对电路设计的全面革新。InnoMux-2 IC在技术上实现了三项重要突破。首先,独立、精确的多路输出调整技术优化了系统负载响应,无需后级稳压便能实现高精度控制。其次,集成了PI的FluxLink™数字隔离通信技术,实现了次级侧控制(SSR)通信,在提升隔离效率的同时增强了电源的抗噪性。此外,这款IC具备独特的次级侧实现的零电压开关(ZVS)技术,不需要传统的有源钳位线路,从而几乎完全消除开关损耗,大幅度提高了在高母线电压应用下的转换效率。

PI在两年内氮化镓器件创下了三项技术新高,从950V、1250V到今天的1700V,这一切离不开该公司的D-mode(Depletion-mode,耗尽型)氮化镓结构。不同于市面上常见的E-mode(增强型)氮化镓器件,D-mode结构,具备天然的常通特性。为了确保开关在未加信号时能够保持断开的安全状态,PI在D-mode器件下串联了一个小型MOSFET,形成级联结构。这一“共源共栅”架构让D-mode氮化镓在实现更高电压时更加稳定可靠。现有的MOSFET驱动和保护技术为这一架构提供了成熟的技术基础,使PI得以克服氮化镓器件在超高电压下的漏电流挑战。通过采用D-mode架构,突破了E-mode的设计限制,在耐压能力、架构简化和稳定性方面实现了显著领先。

市场先行者:开拓1700V氮化镓的广阔应用

据Yole Group市场分析,氮化镓技术将在未来5年内迅速扩展至工业、能源和汽车等多元领域,而1700V级别的器件将成为高压电源设计的优选。凭借其在1700V氮化镓领域的率先布局,PI为行业提供了一个可靠且高效的选择,不仅满足市场需求,还将进一步推动氮化镓在高压电源应用中的普及。且这种新型器件有望取代价格昂贵的碳化硅(SiC)晶体管。

突破传统方案

传统方法应对更高母线电压时,通常采用初级功率开关叠加的方式(Stack FET方法),即在单个功率开关耐压不足时,通过串联两个开关来提升耐压能力。虽然这种方法可以满足较高的母线电压需求,但由于两个开关串联的结构,其效率较低,尤其是在母线电压较高的情况下。例如,当母线电压达到900V时,30W的Stack FET电路效率仅为82%。相比之下,采用单个1700V的开关不仅能提高母线电压的承受能力,还能显著提升效率至90%以上,损耗减少了44%,电路结构更为简化。现有的高压解决方案(Stack FET电路架构),通常由一个750V的功率开关与另一个开关串联,从而耐受1000V的母线电压。这种开关管叠加的方式也无法实现开关管的零电压开通,而新推出的解决方案,如RDR-1053 demo板,具备60W双路输出,最大母线电压可达1000V DC,效率也提升至90%以上。



RDR-1053 demo参考板

凭借1700V InnoMux-2氮化镓开关IC,PI在全球市场树立了新的技术标杆。这一产品不仅为高压氮化镓器件开辟了新天地,更展示了氮化镓在高压、高效电源管理中的潜力。作为目前唯一达到这一耐压等级的氮化镓器件,InnoMux-2为高压应用场景提供了崭新选择,巩固了Power Integrations在高压功率半导体市场的领导地位。当然,PI的技术不止于此,他们还会向着更高的电压领域迈进,让我们期待PI带给我们更大的惊喜!

  • 分享到:

 

猜你喜欢

  • 主 题:使用AI思维定义嵌入式系统
  • 时 间:2024.12.18
  • 公 司:瑞萨电子&新晔电子

  • 主 题:ADI电能计量方案:新一代直流表、三相电表和S级电能表
  • 时 间:2025.01.14
  • 公 司:ADI&DigiKey