PI發(fā)布基于氮化鎵的InnoSwitch3 AC-DC變換器IC，可大大提升產(chǎn)品性能

近日，專注于高壓集成電路高能效功率轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的知名公司Power Integrations發(fā)布其明星產(chǎn)品InnoSwitchTM3系列恒壓/恒流離線反激光開關(guān)電源IC的新成員。PI資深技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理閻金光（JASON YAN）在媒體會(huì)上分享新成員的獨(dú)特之處。

眾所周知，消費(fèi)類電子產(chǎn)品應(yīng)用的發(fā)展方向?qū)⒓性诔叽绾托蕛煞矫?。比如在各類家用電器、電視機(jī)、服務(wù)器待機(jī)電源，筆記本適配器、高端手機(jī)充電器和其他移動(dòng)設(shè)備等產(chǎn)品中，生產(chǎn)商需要制造出體積更小、效率更高的產(chǎn)品，也就對(duì)開關(guān)電源提出更加嚴(yán)苛的要求。

InnoSwitchTM3系列新產(chǎn)品共發(fā)布三款，根據(jù)不同的使用環(huán)境分為InnoSwitch3-CP（恒功率）、InnoSwitch3-EP（適合敞開式應(yīng)用）、InnoSwitch3-Pro（數(shù)字控制）。其中InnoSwitch3-CP和InnoSwitch3-EP的電源特性可以通過(guò)改變硬件參數(shù)的方式進(jìn)行配置，而InnoSwitch-Pro集成先進(jìn)的數(shù)字接口，可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)恒壓和恒流的設(shè)置點(diǎn)、異常處理以及安全模式選項(xiàng)的控制。

InnoSwitchTM3系列的三位新成員突破性地使用了專利技術(shù)PowiGaN開關(guān)技術(shù)，即用氮化鎵開關(guān)替代原有的常規(guī)高壓硅晶體管，使得電源的效率更高、溫度更低、尺寸更小，同時(shí)率先實(shí)現(xiàn)大功率電源的無(wú)散熱片設(shè)計(jì)。

提高效率

InnoSwitchTM3系列的革新設(shè)計(jì)將輸出功率提升到100W以上。其主要原理是應(yīng)用到GaN開關(guān)技術(shù)降低導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗。導(dǎo)通損耗由導(dǎo)通電阻決定，在電流一定的情況下，當(dāng)電阻越低時(shí)損耗也就越低。而GaN開關(guān)技術(shù)可以將導(dǎo)通電阻做到更小，從而降低導(dǎo)通損耗。于此同時(shí)，利用氮化鎵技術(shù)的本質(zhì)特征將開關(guān)損耗做到最低。這兩方面的共同作用實(shí)現(xiàn)了利用PowiGaN開關(guān)技術(shù)的產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)性能。

安全性和一致性

氮化鎵技術(shù)早在十幾年前已經(jīng)被業(yè)界研究，但是成熟的應(yīng)用產(chǎn)品數(shù)量極少，并且成本很高。部分原因是因?yàn)榈壉仨氂袉为?dú)的控制器為其提供驅(qū)動(dòng)，這就對(duì)工程師在設(shè)計(jì)產(chǎn)品過(guò)程中提出了關(guān)于安全性、可靠性方面的挑戰(zhàn)。對(duì)此，PI的策略是將PowiGaN器件封裝在IC產(chǎn)品內(nèi)部并對(duì)器開關(guān)工作提供可靠保護(hù)，工程師們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中可以直接使用，不需要再做過(guò)多思考。

因?yàn)镻I已經(jīng)將PowiGaN器件集成到IC產(chǎn)品內(nèi)，所以對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)可以看到顯著的性能優(yōu)勢(shì)，但其他方面的變化并不明顯。這樣也是保障了產(chǎn)品的使用的一致性、連貫性及易于使用的特性。

基于PowiGaN的InnoSwitchTM3設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)95%的滿載效率，從而再適配器設(shè)計(jì)中可省去散熱片。PowiGaN的高效率還可提高60W USB PD電源再各種負(fù)載下的性能，再115VAC下的平均效率為92.5%，在230VAC下則為93.3%。

Power Integrations總裁兼首席執(zhí)行官Balu Balakrishnan表示：“在實(shí)現(xiàn)高效率和小尺寸方面，氮化鎵是一項(xiàng)明顯優(yōu)于硅技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。我們預(yù)計(jì)眾多電源應(yīng)用會(huì)從硅晶體管快速轉(zhuǎn)換為氮化鎵。自從我們?cè)?8個(gè)月之前推出硅技術(shù)新器件以來(lái)，InnoSwitch3已成為離線開關(guān)電源IC市場(chǎng)當(dāng)之無(wú)愧的技術(shù)先行者，隨著我們的反激式產(chǎn)品在效率和功率能力的提高，新的氮化鎵IC進(jìn)一步鞏固了我們的優(yōu)勢(shì)地位。”

結(jié)語(yǔ)

Power Integrations全新的InnoSwitch 3 IC現(xiàn)已開始供貨，基于10,000片的訂貨量每片單價(jià)為4美元。Power Integrations網(wǎng)站提供了五款新的參考設(shè)計(jì)，均為輸出功率介于60 W到100 W的USB-PD充電器，此外還提供了自動(dòng)化設(shè)計(jì)工具PI Expert?以及其他技術(shù)支持文檔。