眾所周知，對(duì)于智能手機(jī)而言，近兩年來(lái)，快沖一直是行業(yè)的熱點(diǎn)。截至目前，華為、OPPO、vivo、小米等都在積極布局智能手機(jī)快充技術(shù)，行業(yè)已經(jīng)宣布100W快充將會(huì)量產(chǎn)。事實(shí)上，截至目前，雖然100W快充還未正式面試，但65W快充已經(jīng)在OPPO前不久發(fā)布的Reno Ace正式量產(chǎn)！
而該款目前行業(yè)充電速度最快的手機(jī)，其只需要半個(gè)小時(shí)就能夠?qū)⑹謾C(jī)電量充滿！在這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，氮化鎵（GaN）技術(shù)則是背后的重要功臣！從目前行業(yè)來(lái)看，今后手機(jī)快充技術(shù)的提升，可能都將會(huì)有GaN技術(shù)的身影！
據(jù)了解，前不久，Power Integrations（PI）就推出了一款新的基于氮化鎵（GaN）技術(shù)的芯片InnoSwitch3系列。采用了PowiGaN技術(shù)的InnoSwitch3恒壓/恒流離線式反激式開(kāi)關(guān)電源IC在各種負(fù)載條件下均可提供高達(dá)95%的高效性能。
資料顯示，氮化鎵相比傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體，有著比硅基半導(dǎo)體出色的擊穿能力，更高的電子密度和電子遷移率，還有更高的工作溫度。這首先體現(xiàn)了低損耗和高開(kāi)關(guān)頻率，低損耗可降低導(dǎo)阻帶來(lái)的發(fā)熱，高開(kāi)關(guān)頻率可減小變壓器和電容的體積，有助于減小充電器的體積和重量。同時(shí)GaN具有更小的Qg，可以很容易的提升頻率，降低驅(qū)動(dòng)損耗。
據(jù)手機(jī)報(bào)在線得知，PowiGaN初級(jí)開(kāi)關(guān)具有極低的開(kāi)關(guān)和導(dǎo)通損耗，并且新器件采用節(jié)省空間的InSOP 24D表面貼裝型封裝，在密閉的適配器應(yīng)用中無(wú)需使用散熱片即可提供100 W的輸出功率。
此次Power Integrations推出的InnoSwitch3系列芯片總共有三款，根據(jù)不同的使用環(huán)境分為InnoSwitch3-CP（恒功率）、InnoSwitch3-EP（適合敞開(kāi)式應(yīng)用）、InnoSwitch3-Pro（數(shù)字控制）。
據(jù)介紹，準(zhǔn)諧振模式的InnoSwitch3-CP、InnoSwitch3-EP和InnoSwitch3-Pro IC在一個(gè)表面貼裝封裝內(nèi)集成了初級(jí)功率開(kāi)關(guān)、初級(jí)和次級(jí)控制電路以及期間相鏈接的安全隔離型高速鏈路(Fluxlink™)，同時(shí)集成了次級(jí)SR驅(qū)動(dòng)器和反饋電路。PowiGaN所具有的卓越開(kāi)關(guān)性能可大幅提高效率，從而實(shí)現(xiàn)緊湊的適配器設(shè)計(jì)。
從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，其可用在移動(dòng)設(shè)備、機(jī)頂盒、顯示器、家電、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和游戲機(jī)的USB-PD和大電流充電器/適配器。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。
簡(jiǎn)而言之，InnoSwitch3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(kāi)關(guān)技術(shù)降低導(dǎo)通損耗和開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)技術(shù)的產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)性能。
事實(shí)上，基于PowiGaN的InnoSwitchTM3設(shè)計(jì)不但可實(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。此外，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%。
據(jù)Power Integrations總裁兼首席執(zhí)行官Balu Balakrishnan此前表示：“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(kāi)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。”
盡管該款芯片推出的時(shí)間還不久，但是已經(jīng)開(kāi)始大批量被行業(yè)采用。前不久，Power Integrations公司CEO Balu Balakrishnan親手將第一百萬(wàn)顆氮化鎵IC交到了安克CEO陽(yáng)萌手中。
陽(yáng)萌也表示：“通過(guò)使用基于PowiGaN技術(shù)的InnoSwitch3 IC，我們能夠?yàn)槭袌?chǎng)提供更為緊湊、輕巧的大功率輸出USB PD充電器。我們很高興能利用這一創(chuàng)新的技術(shù)，幫助所有用電設(shè)備實(shí)現(xiàn)更快速充電的目標(biāo)。我們相信，這一技術(shù)優(yōu)勢(shì)將會(huì)讓我們獲得積極的市場(chǎng)反饋和良好的客戶反響。”
值得一提的是，Power Integrations推出的芯片中，并不僅僅是InnoSwitchTM3系列采用了PowiGaN技術(shù)，其推出的LYTSwitch-6 LED驅(qū)動(dòng)器芯片同樣，采用PowiGaN技術(shù)，可通過(guò)簡(jiǎn)單靈活的反激拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)高達(dá)110 W輸出功率和94%轉(zhuǎn)換效率的設(shè)計(jì)。
據(jù)悉，新的LYTSwitch-6 IC具有極高的效率，無(wú)需使用散熱片，可大幅減小鎮(zhèn)流器的尺寸和重量，并降低對(duì)驅(qū)動(dòng)器周邊風(fēng)冷環(huán)境的要求。750 V PowiGaN初級(jí)開(kāi)關(guān)可提供極低的RDS(ON)，并降低開(kāi)關(guān)損耗。相較于常規(guī)方案，這一改進(jìn)結(jié)合LYTSwitch-6現(xiàn)有的諸多特性，可使功率轉(zhuǎn)換效率提高3%，進(jìn)而減少三分之一以上的熱能浪費(fèi)。
LYTSwitch-6 IC采用PowiGaN技術(shù)，可提供無(wú)損耗電流檢測(cè)，有助于提高效率。LYTSwitch-6產(chǎn)品系列的新器件仍保留了快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，可為并聯(lián)LED燈串提供優(yōu)異的交叉調(diào)整率，并且無(wú)需額外的二次穩(wěn)壓電路，同時(shí)還支持無(wú)閃爍系統(tǒng)工作。這些優(yōu)勢(shì)可以保證更加易于實(shí)現(xiàn)使用脈寬調(diào)制(PWM)接口的調(diào)光應(yīng)用。
據(jù)了解，Power Integrations全新的InnoSwitch 3 IC現(xiàn)已開(kāi)始供貨，基于10,000片的訂貨量每片單價(jià)為4美元。并且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。而基于GaN的LYTSwitch-6 LED驅(qū)動(dòng)器IC現(xiàn)已開(kāi)始供貨，基于10,000片的訂貨量每片單價(jià)為3.14美元。
01月07日 18:14
