作為半導體材料，人們關注GaN（氮化鎵）是從上世紀90年代的LED燈應用開始的。然而，但我們看到GaN充電器在更小的體積中實現(xiàn)更高的效率，以及更好的散熱性能之后，GaN在消費電子領域的爆發(fā)便勢不可擋。
在第十一屆亞洲電源技術發(fā)展論壇暨21DIANYUAN深圳高性能電源技術分享與實戰(zhàn)技術研討會（以下簡稱：研討會）上，PI中國區(qū)應用總監(jiān)郭勇輝和大家分享了來自PI的《面向消費電子應用的GaN解決方案》。
歷經 10 年錘煉，21Dianyuan 鍛造出業(yè)內口碑極佳的深圳千人“高性能電源技術分享與實戰(zhàn)技術研討會”。在2020 年，21Dianyuan聯(lián)合國內外資深專家和國際名企原廠，打造了“亞洲電源技術發(fā)展論壇”，為國內電源工程師提供集技術提升、人脈拓展、業(yè)務洽談和產業(yè)賦能為一體的優(yōu)質高效平臺。 郭勇輝表示，GaN正在推動全球電源革命，在快速充電器、物聯(lián)網、智能家居、智能建筑(HBA)、家電和工業(yè)設備等領域展現(xiàn)出了巨大的潛力。PI的PowiGaN能夠讓功率轉換變得更小，可以幫助實現(xiàn)：
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反激式變換器的效率高達95%；
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更小、更輕的電源；
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輕松耐受全球范圍內的輸入浪涌和電壓驟升的GaN開關。
集成是GaN商業(yè)化的關鍵
隨著技術的廣泛普及，采用GaN技術的產品在體積上都會顯著減小，同時效率更高，這便是GaN的魅力所在。郭勇輝認為，集成是實現(xiàn)這一些，讓GaN商業(yè)化的關鍵所在。研討會上，他以InnoSwitch?3-Pro為例對此進行了說明。 InnoSwitch?3-Pro開關電源IC將 PowiGaN 與集成的數(shù)字控制功率變換相匹配，在所有負載下均提供一致的高效率，效率最高可達94%。
【InnoSwitch?3-Pro開關電源IC】 InnoSwitch?3-Pro開關電源IC集成了專為特定PowiGaN器件定制的驅動器，可優(yōu)化開關速度，從而降低EMI、提高效率并消除振蕩。此外，InnoSwitch?3-Pro開關電源IC采用初級和次級控制器 通過FluxLink?技術確保安全隔離的I2C接口。 InnoSwitch?3-Pro開關電源IC上的I2C接口具有可設定性，能夠調節(jié)輸出電壓和電流，CV、CC、CP特性，以及故障觸發(fā)點和響應。因此，InnoSwitch?3-Pro開關電源IC上的I2C接口可以調整輸出以滿足負載要求，通過USB線與負載設備進行通信。 郭勇輝強調，InnoSwitch?3-Pro開關電源IC可以實現(xiàn)Si和PowiGaN開關的無縫擴展。
GaN讓性能超越功率開關
對于充電器和適配器應用而言，開關頻率決定了變壓器的體積，輸入電壓決定了大容量電容的體積。在減小器件體積的過程中，高壓大容量電解電容器成為令人頭疼的問題。為了支持高輸入電壓，電容制造商必須大幅增加大容量電容的尺寸！
通過采用PI的PowiGaN技術，MinE-CAP開關可節(jié)省空間，同時不會影響輸出紋波、工作效率，或者無需重新設計變壓器。它可以大幅減少高壓儲能元件的數(shù)量，并使低電壓電容免受電網電壓劇烈波動的影響，因此還能為輸入電壓范圍寬廣的地區(qū)提供增強的耐用性。
MinE-CAP開關低輸入電壓時添加低壓電容，輸入電壓提高時移除低壓電容，讓220VAC輸入時采用一顆400V39μF，110VAC輸入時自動并聯(lián)一顆160V100μF電容滿足輸出需求成為了可能。
【MinE-CAP開關】
理想搭檔：InnoSwitch?3/Pro和MinE-CAP
研討會上，郭勇輝通過USB PD 3.0適配器參考設計DER626向大家展示了InnoSwitch?3/Pro和MinE-CAP是一對理想的搭檔。他將其定義為使用可達到的技術，做極致的產品。 得益于InnoSwitch?3-Pro和MinE-CAP的高性能和高集成度，DER626在85 x 54 x 15mm的尺寸下，可以實現(xiàn)寬范圍輸入和65W輸出。
總結PI的PowiGaN能夠提供更高的效率，幫助完成體積小/重量輕的產品設計，已批量應用于眾多領域的產品，包括工業(yè)、消費、照明和商用等。通過InnoSwitch?3-Pro和MinE-CAP等IC產品，PI的PowiGaN將重塑離線式功率變換。
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