如今，PowiGaN已經(jīng)在超過(guò)60個(gè)的市場(chǎng)應(yīng)用當(dāng)中得到廣泛使用，并獲得一致好評(píng)。

這得益于家電應(yīng)用更注重高效率和輕重量的特性，而采用PowiGaN可以達(dá)到93%的效率，無(wú)需使用散熱片，還可以縮小系統(tǒng)尺寸，在待機(jī)模式下給負(fù)載提供更大的功率。在工業(yè)應(yīng)用中，采用PowiGaN可以提供更高的電壓，同時(shí)擁有更多裕量及更強(qiáng)的耐用性，尤其是在由277VAC及三相電供電的室外照明應(yīng)用中，以及在印度及某些熱帶地區(qū)電網(wǎng)不穩(wěn)定環(huán)境的應(yīng)用中，非常適用。

Power Integrations是一家全面覆蓋不同耐壓的Si、GaN和SiC產(chǎn)品的公司。繼750V、900V高電壓GaN器件上市之后，PI在10月30日又推出使用1250V PowiGaN開(kāi)關(guān)的InnoSwitch?3-EP，可以在某些小于750VDC的應(yīng)用中取代SiC。

適用于更高供電電壓的1250V PowiGaN

InnoSwitch?3-EP 1250V IC是一款高度集成的反激式開(kāi)關(guān)IC，采用1250V的PowiGaN?開(kāi)關(guān)技術(shù)可以將開(kāi)關(guān)損耗降低到相同電壓下同等硅器件開(kāi)關(guān)損耗的三分之一，使得功率變換的效率可以達(dá)到93%，同時(shí)集開(kāi)關(guān)、保護(hù)、反饋及同步整流（SR）驅(qū)動(dòng)于一體，提供多種功率開(kāi)關(guān)選項(xiàng)，包括725V硅開(kāi)關(guān)、1700V碳化硅開(kāi)關(guān)以及其它衍生出的750V、900V和現(xiàn)在1250V耐壓的PowiGaN開(kāi)關(guān)，適用于家電、工業(yè)、汽車等全球多種應(yīng)用。此外，它具有FluxLink?安全隔離反饋功能，無(wú)需光耦器。在高達(dá)85W輸出功率的情況下無(wú)需散熱片。

PI的InnoSwitch?3系列初級(jí)開(kāi)關(guān)涵蓋Si、GaN和SiC。PI技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理Jason介紹說(shuō)：“InnoSwitch?3-EP 1250V IC，在680VDC母線電壓下，在關(guān)斷時(shí)開(kāi)關(guān)兩端的最高電壓可達(dá)830V，這舉例其最高耐壓值還有420V的電壓裕量，也就是說(shuō)具有大于66%的降額，大大地提高了產(chǎn)品的安全可靠性。”

Si、SiC和PowiGaN開(kāi)關(guān)的性能對(duì)比

為了更加真實(shí)、直觀地反映出PowiGaN開(kāi)關(guān)的性能，PI對(duì)自己的Si、SiC和PowiGaN開(kāi)關(guān)的性能進(jìn)行了橫向?qū)Ρ取I用一塊板子做不同電壓下的性能測(cè)試，不同測(cè)試的差別是僅更換InnoSwitch?3-EP器件，每種InnoSwitch?器件都選擇其最適宜的輸出功率，觀察器件在同一塊板上的效率表現(xiàn)。

我們可以看到，隨著輸入電壓提高，650V、725V、900V的Si開(kāi)關(guān)方案的效率出現(xiàn)下降。

在低電壓下，1250V的PowerGaN開(kāi)關(guān)方案相較于650V的Si開(kāi)關(guān)方案效率提升了1%，這也意味著損耗降低20%，工作溫度降低20%。而在更高電壓下，1250V的PowerGaN開(kāi)關(guān)方案與1700V的SiC開(kāi)關(guān)方案的效率非常接近。

在高壓反激類的應(yīng)用中，PowiGaN開(kāi)關(guān)優(yōu)于MOSFET。Jason表示，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)損耗按開(kāi)關(guān)電壓的平方關(guān)系而增加；對(duì)于硅器件，其V_DS額定耐壓的增加會(huì)導(dǎo)致其R_DS(ON)急劇增加，這樣會(huì)造成導(dǎo)通損耗的增大。而為了降低R_DS(ON) 則必須增大晶圓尺寸，這樣會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電容容量（C_OSS）的增加，進(jìn)而造成開(kāi)關(guān)損耗增大。在700VDC下，C_OSS（硅）>>>C_OSS（GaN）。因而硅開(kāi)關(guān)并不適合高壓母線下的開(kāi)關(guān)應(yīng)用，尤其在功率比較大的應(yīng)用環(huán)境下。

在750VDC電壓下，PowiGaN開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)損耗約為同等硅MOSFET開(kāi)關(guān)的1/3。更小的晶圓尺寸及更高的效率利于使用更小的封裝。1200V 的Si MOSFET需要使用TO-247封裝，外殼尺寸為20x15mm，R_DS(ON) = 690mΩ，而1250V PowiGaN開(kāi)關(guān)InnoSwitch?3-EP (INN3629C)則可以使用更小巧的InSOP-24D封裝，外殼尺寸為9.4x11mm，R_DS(ON) = 440mΩ。

PI現(xiàn)已推出采用1250V PowiGaN的InnoSwitch?3-EP IC產(chǎn)品支持材料，包括90-480VAC輸入、12V、5A輸出、小于30mW的空載功耗的DER-1025 60W參考設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)手冊(cè)及設(shè)計(jì)支持工具，樣品器件，并已開(kāi)始接受批量訂單。

PI正在大力推進(jìn)GaN的發(fā)展。PI認(rèn)為GaN代表著功率變換的未來(lái)，原因之一是GaN的開(kāi)關(guān)技術(shù)極具成本效益。此外，GaN可以針對(duì)功率變換量身定制，不同環(huán)境應(yīng)用選擇不同功能的開(kāi)關(guān)；針對(duì)不同功率水平/電壓的應(yīng)用，可與硅、SiC開(kāi)關(guān)技術(shù)無(wú)縫切換；在更高的電壓及更大的功率擴(kuò)展了系統(tǒng)性能的選擇范圍。

Jason表示，PI現(xiàn)在擁有從低壓450V到高壓1250V母線電壓的全系列的GaN產(chǎn)品，未來(lái)PI還會(huì)推出替代1700V SiC的GaN產(chǎn)品，這樣PI全系列的產(chǎn)品都可以用GaN來(lái)實(shí)現(xiàn)。

Power Integrations技術(shù)副總裁Radu Barsan表示：“Power Integrations不斷將高壓氮化鎵技術(shù)的開(kāi)發(fā)和商業(yè)應(yīng)用推進(jìn)至業(yè)界最高水平。這甚至淘汰了業(yè)界最好的高壓硅MOSFET的使用。我們于2019年即率先向市場(chǎng)大批量出貨了基于氮化鎵的電源IC產(chǎn)品，并于今年早些時(shí)候推出了基于氮化鎵的900V的InnoSwitch?新品。我們持續(xù)開(kāi)發(fā)更高電壓的氮化鎵技術(shù)，比如本次推出的1250V新品。我們致力于將氮化鎵的效率優(yōu)勢(shì)擴(kuò)展到更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，包括目前使用碳化硅技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。”

從減少電子廢棄物到提高產(chǎn)品的能源效率再到拓展終端市場(chǎng)，PI正利用自身的領(lǐng)先技術(shù)不斷推動(dòng)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)，引領(lǐng)綠色未來(lái)發(fā)展。