W dzisiejszym świecie elektronicznym, przekształcacze mocy są potrzebne do wszystkiego, od urządzeń medycznych, ładowarek telefonów i laptopów, po zasilacze pomocnicze.zarządzanie cieplne, zmienne napięcie wejściowe i inteligentne protokoły ładowania sprawiły, że projektowanie źródeł zasilania i przetworników jest coraz bardziej złożone, a jednocześnie stawia większe wymagania w zakresie efektywności energetycznej.
W ciągu ostatniej dekady pojawiły się nowe technologie przełączników wykorzystujące układy scalone z azotkiem galiu (GaN).więc projektanci konwerterów mocy muszą stawić czoła zarówno wyzwaniom, jak i rozwiązaniom.
Półprzewodniki GaN mają szeroki odstęp pasmowy; przy 3,4 eV jego odstęp pasmowy jest ponad trzykrotny niż w przypadku półprzewodników krzemowych.Półprzewodniki GaN są zdolne do pracy przy wyższych napięciach i temperaturach do + 400 ° C, co sprawia, że nadają się do zastosowań o większej mocy, a także do pracy na wyższych częstotliwościach, co sprawia, że nadają się do zastosowań radiowych (RF) i 5G.
W porównaniu z krzemowymi IC,Obwody zintegrowane GaN optymalizują straty związane z tranzystorami, takie jak impedancja seryjna (RDS (ON)) i pojemność równoległa (COSS) z mniejszymi wymiarami zewnętrznymi w zastosowaniach konwerterów mocyW tym samym zakresie jak układy krzemowe, układy GaN mogą nie tylko obsługiwać wyższe częstotliwości, ale również wytwarzać mniej ciepła.
Jednak sterowanie tranzystorami GaN może być trudne.co oznacza, że sterownik sterowania musi być fizycznie umieszczony w pobliżu tranzystora, aby wyeliminować opóźnienie i skutecznie zmniejszyć prędkość przełączania tranzystora, unikając niepotrzebnych zakłóceń elektromagnetycznych (EMI). Designers of power converters using GaN eliminate these challenges by using a single device that combines a high-voltage power switch for the primary side (input) and a control IC and feedback circuit for the secondary side (output).
Szczegółowe cechy działania przełącznika
Power Integrations wykorzystuje technologię PowiGaNTM InnoSwitch 3 i opracowała wiele serii takich urządzeń. the InnoSwitch 3-CP series conversion switch IC (Figure 1) uses a quasi resonant (QR) flyback controller to provide constant voltage (CV)/constant current (CC) outputs to achieve a constant power (CP) curve.
Strona pierwotna i drugorzędna układu IC są izolowane elektrycznie,ale napięcie wyjściowe i informacje o prądzie są przesyłane z kontrolera wtórnego do kontrolera podstawowego poprzez sprzężenie indukcyjneTechnologia komunikacyjna FluxLink może szybko dostarczać dokładne informacje w celu osiągnięcia szybkiej reakcji przejściowej obciążenia i częstotliwości przełączania do 70 kHz.