而该款目前行业充电速度最快的手机,其只需要半个小时就能够将手机电量充满!在这一技术实现过程中,氮化镓(GaN)技术则是背后的重要功臣!从目前行业来看,今后手机快充技术的提升,可能都将会有GaN技术的身影!
据了解,前不久,Power Integrations(PI)就推出了一款新的基于氮化镓(GaN)技术的芯片InnoSwitch3系列。采用了PowiGaN技术的InnoSwitch3恒压/恒流离线式反激式开关电源IC在各种负载条件下均可提供高达95%的高效性能。
资料显示,氮化镓相比传统硅基半导体,有着比硅基半导体出色的击穿能力,更高的电子密度和电子迁移率,还有更高的工作温度。这首先体现了低损耗和高开关频率,低损耗可降低导阻带来的发热,高开关频率可减小变压器和电容的体积,有助于减小充电器的体积和重量。同时GaN具有更小的Qg,可以很容易的提升频率,降低驱动损耗。
据得知,PowiGaN初级开关具有极低的开关和导通损耗,并且新器件采用节省空间的InSOP 24D表面贴装型封装,在密闭的适配器应用中无需使用散热片即可提供100 W的输出功率。
此次Power Integrations推出的InnoSwitch3系列芯片总共有三款,根据不同的使用环境分为InnoSwitch3-CP(恒功率)、InnoSwitch3-EP(适合敞开式应用)、InnoSwitch3-Pro(数字控制)。
据介绍,准谐振模式的InnoSwitch3-CP、InnoSwitch3-EP和InnoSwitch3-Pro IC在一个表面贴装封装内集成了初级功率开关、初级和次级控制电路以及期间相链接的安全隔离型高速链路(Fluxlink™),同时集成了次级SR驱动器和反馈电路。PowiGaN所具有的卓越开关性能可大幅提高效率,从而实现紧凑的适配器设计。
从应用场景来看,其可用在移动设备、机顶盒、显示器、家电、网络设备和游戏机的USB-PD和大电流充电器/适配器。其中,InnoSwitch3-CP和InnoSwitch3-EP的电源特性可以通过改变硬件参数的方式进行配置,而InnoSwitch-Pro集成先进的数字接口,可通过软件实现对恒压和恒流的设置点、异常处理以及安全模式选项的控制。
简而言之,InnoSwitch3系列的革新设计将输出功率提升到100W以上。其主要原理是应用到GaN开关技术降低导通损耗和开关损耗。导通损耗由导通电阻决定,在电流一定的情况下,当电阻越低时损耗也就越低。而GaN开关技术可以将导通电阻做到更小,从而降低导通损耗。于此同时,利用氮化镓技术的本质特征将开关损耗做到最低。这两方面的共同作用实现了利用PowiGaN开关技术的产品的优质性能。
事实上,基于PowiGaN的InnoSwitchTM3设计不但可实现95%的满载效率,从而再适配器设计中可省去散热片。此外,PowiGaN的高效率还可提高60W USB PD电源再各种负载下的性能,再115VAC下的平均效率为92.5%,在230VAC下则为93.3%。
据Power Integrations总裁兼首席执行官Balu Balakrishnan此前表示:“在实现高效率和小尺寸方面,氮化镓是一项明显优于硅技术的关键技术。平博·(pinnacle)体育平台官方网站预计众多电源应用会从硅晶体管快速转换为氮化镓。自从平博·(pinnacle)体育平台官方网站在18个月之前推出硅技术新器件以来,InnoSwitch3已成为离线开关电源IC市场当之无愧的技术先行者,随着平博·(pinnacle)体育平台官方网站的反激式产品在效率和功率能力的提高,新的氮化镓IC进一步巩固了平博·(pinnacle)体育平台官方网站的优势地位。”
尽管该款芯片推出的时间还不久,但是已经开始大批量被行业采用。前不久,Power Integrations公司CEO Balu Balakrishnan亲手将第一百万颗氮化镓IC交到了安克CEO阳萌手中。
阳萌也表示:“通过使用基于PowiGaN技术的InnoSwitch3 IC,平博·(pinnacle)体育平台官方网站能够为市场提供更为紧凑、轻巧的大功率输出USB PD充电器。平博·(pinnacle)体育平台官方网站很高兴能利用这一创新的技术,帮助所有用电设备实现更快速充电的目标。平博·(pinnacle)体育平台官方网站相信,这一技术优势将会让平博·(pinnacle)体育平台官方网站获得积极的市场反馈和良好的客户反响。”
值得一提的是,Power Integrations推出的芯片中,并不仅仅是InnoSwitchTM3系列采用了PowiGaN技术,其推出的LYTSwitch-6 LED驱动器芯片同样,采用PowiGaN技术,可通过简单灵活的反激拓扑实现高达110 W输出功率和94%转换效率的设计。
据悉,新的LYTSwitch-6 IC具有极高的效率,无需使用散热片,可大幅减小镇流器的尺寸和重量,并降低对驱动器周边风冷环境的要求。750 V PowiGaN初级开关可提供极低的RDS(ON),并降低开关损耗。相较于常规方案,这一改进结合LYTSwitch-6现有的诸多特性,可使功率转换效率提高3%,进而减少三分之一以上的热能浪费。
LYTSwitch-6 IC采用PowiGaN技术,可提供无损耗电流检测,有助于提高效率。LYTSwitch-6产品系列的新器件仍保留了快速动态响应等优势,可为并联LED灯串提供优异的交叉调整率,并且无需额外的二次稳压电路,同时还支持无闪烁系统工作。这些优势可以保证更加易于实现使用脉宽调制(PWM)接口的调光应用。
据了解,Power Integrations全新的InnoSwitch 3 IC现已开始供货,基于10,000片的订货量每片单价为4美元。并且Power Integrations网站提供了五款新的参考设计,均为输出功率介于60 W到100 W的USB-PD充电器,此外还提供了自动化设计工具PI Expert™以及其他技术支持文档。而基于GaN的LYTSwitch-6 LED驱动器IC现已开始供货,基于10,000片的订货量每片单价为3.14美元。