W dzisiejszym świecie elektronicznym konwertery mocy są potrzebne od urządzeń medycznych, ładowarek do telefonów komórkowych i laptopów po zasilacze pomocnicze.zmienne napięcia wejściowe, a inteligentne protokoły ładowania komplikują projekty mocy i konwerterów i wymagają wyższej efektywności energetycznej.
W ciągu ostatniej dekady pojawiły się nowe technologie przełączania wykorzystujące układy scalone z azotkiem galiu (GaN).więc projektanci konwerterów mocy muszą stawić czoła zarówno wyzwaniom, jak i rozwiązaniom.
GaN półprzewodnik ma bardzo szeroki przedział pasmowy; przy 3,4 eV, przedział pasmowy jest ponad trzy razy większy niż w półprzewodniku krzemowym.Półprzewodniki GaN mogą działać przy wyższych napięciach i temperaturach do +400 ° C, dzięki czemu nadają się do zastosowań o większej mocy, na wyższych częstotliwościach oraz w zastosowaniach radiowych (RF) i 5G.
W zastosowaniach konwerterów mocy układ GaN IC optymalizuje straty związane z tranzystorami, takie jak impedancja seryjna (RDS (ON) i pojemność równoległa (COSS) w mniejszym wymiarze ogólnym niż układ krzemowy IC.W obrębie tej samej powierzchni, co układ krzemowy, GaN IC może obsługiwać nie tylko wyższe częstotliwości, ale także mniejsze ciepło.
Jednak sterowanie tranzystorami GaN może być uciążliwe. The ability of this type of transistor to withstand high frequencies means that the control driver must be physically close to this transistor in order to eliminate delays and effectively reduce the switching speed of this transistor to avoid unnecessary electromagnetic interference (EMI). Power converter designers using GaN eliminate these challenges by using a single device that combines a high voltage power switch for the primary side (input) with a control IC for the secondary side (output) and a feedback circuit.
Szczegółowe cechy działania przełącznika
Power Integrations wykorzystuje swoje produkty PopwiGaNTM Technical InnoSwitch3 i opracowało wiele serii takich urządzeń opakowaniowych. InnoSwitch3-CP series transfer switch IC (Figure 1) uses a quasi-resonant (QR) anti-excitation controller to provide a constant voltage (CV)/constant current (CC) output to achieve a constant power (CP) curve.
Strona pierwotna i drugorzędna tego układu IC są izolowane elektrycznie,ale informacja o napięciu wyjściowym i prądu jest przesyłana z kontrolera wtórnego do kontrolera podstawowego za pomocą sprzężenia indukcyjnegoTechnologia komunikacyjna FluxLink zapewnia szybkie, dokładne informacje dla szybkiej reakcji przejściowej na obciążenie i częstotliwości przełączania do 70 kHz.
InnoSwitch3-CP Series Switch-over
Rysunek 1: Kontrolery pierwotne i wtórne układu InnoSwitch3-CP są elektrycznie izolowane, ale informacje zwrotne mogą być udostępniane za pośrednictwem łącza strumieniowego (linia pręgowa).Innowacje energetyczne)
Obwody zintegrowane z serii InnoSwitch3-CP obsługują moc od 50 W do 100 W bez konieczności wykorzystania ciepła, zmniejszając całkowitą objętość zasilania.Komponenty te mają znamionowe napięcie ciągłego działania 650 V, ale mogą wytrzymać napięcia do 750 V.
W przypadku źródeł zasilania wykorzystujących układy IC serii InnoSwitch3-CP osiąga się 94% efektywności energetycznej w zakresie dopuszczalnego obciążenia, podczas gdy przełączniki na bazie krzemu osiągają efektywność energetyczną około 90%.Seria InnoSwitch3-CP jest nie tylko energooszczędna, ale również niezwykle nisko zużywa energię (poniżej 30 mW), co pomaga spełnić światowe przepisy dotyczące efektywności energetycznej.
Aby zapewnić bezpieczeństwo i wydłużyć żywotność komponentów, układy IC z serii InnoSwitch3-CP zapewniają zwiększoną izolację galwaniczną 4000 VAC między stronami pierwotnymi a wtórnymi,spełnia wymagania Laboratoriów Ubezpieczycieli (UL) 1577Inne funkcje bezpieczeństwa obejmują wykrywanie i reagowanie na tranzystory o działaniu pola prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokąta prostokątapod napięciem lub nad napięciem w przewodzie wejściowymKontroler IC ogranicza również przepływ prądu i wyłącza się przed wystąpieniem przegrzania.
IC serii InnoSwitch3-EP (rys. 2) jest podobny do IC serii InnoSwitch3-CP.ale użyć techniki ważonej regulacji drugorzędnej strony (SSR) do średniej napięć wyjściowych wielu kanałów do sygnałów sterowania.