PI從氮化鎵到可再生能源全方位解決方案應(yīng)對(duì)碳中和挑戰(zhàn)

今年以來(lái)，行業(yè)發(fā)展十分迅猛。Power Integrations的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)尤為突出，甚至超過(guò)了行業(yè)平均水平，有望增長(zhǎng)40%以上。我們與市場(chǎng)一起成長(zhǎng)，也占據(jù)了一定的市場(chǎng)份額。

Power Integrations的兩個(gè)主打產(chǎn)品是我們的PowiGaN氮化鎵(GaN)開關(guān)IC和無(wú)刷直流(BLDC)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

如今，新的適配器/充電器設(shè)計(jì)正紛紛采用氮化鎵來(lái)減小尺寸和增加功率，而Power Integrations在該市場(chǎng)擁有最大份額。我們的電源解決方案策略是將氮化鎵開關(guān)與所有相關(guān)的驅(qū)動(dòng)器、控制器和保護(hù)電路都集成在同一封裝內(nèi)，這一策略已經(jīng)受到廣泛歡迎。使用我們的高集成度IC，設(shè)計(jì)人員不必面對(duì)復(fù)雜的氮化鎵相關(guān)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。Power Integrations并沒(méi)有停滯不前，我們推出了更高功率、更高效和更高集成度的PowiGaN?氮化鎵充電器解決方案，例如InnoSwitch3?PD IC，它的內(nèi)部還集成了USB-C和PD控制器。

現(xiàn)在，隨著全球范圍內(nèi)新的家電能效法規(guī)開始生效，無(wú)刷直流電機(jī)的市場(chǎng)應(yīng)用正在激增，特別是在中國(guó)。Power Integrations推出了BridgeSwitch集成半橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品系列來(lái)滿足這一市場(chǎng)需求。BridgeSwitch IC內(nèi)部集成了兩個(gè)性能加強(qiáng)的FREDFET（具有快恢復(fù)外延型二極管的場(chǎng)效應(yīng)晶體管）分別用于半橋電路的上管和下管，且具有無(wú)損耗的電流檢測(cè)功能，可使400W以內(nèi)的無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中的逆變器轉(zhuǎn)換效率達(dá)到98.5%。該產(chǎn)品系列所提供的優(yōu)異效率和分布式散熱架構(gòu)可省去散熱片，有助于降低系統(tǒng)成本和重量。

氮化鎵具有巨大的效率優(yōu)勢(shì)，這意味著充電器和適配器可以做得更小、更輕（無(wú)需散熱片）和更高功率。設(shè)計(jì)人員所面臨的挑戰(zhàn)是如何最好地利用這項(xiàng)技術(shù)。例如，驅(qū)動(dòng)氮化鎵晶體管并不是一件簡(jiǎn)單的事情。Power Integrations可以為中國(guó)和其他地方的設(shè)計(jì)人員提供一臂之力，因?yàn)槲覀冧N售的電源解決方案在同一封裝中同時(shí)集成了驅(qū)動(dòng)器和控制器。這意味著設(shè)計(jì)人員只需從硅基器件切換到氮化鎵器件，輕松實(shí)現(xiàn)他們所需的效率水平。此外，我們還推出許多相關(guān)參考設(shè)計(jì)，為設(shè)計(jì)工程師提供支持。

Power Integrations提供多種功率變換IC解決方案，以滿足移動(dòng)充電器市場(chǎng)的需求。InnoSwitch系列IC將初級(jí)、次級(jí)和反饋電路同時(shí)集成到一個(gè)表面貼裝離線式反激開關(guān)IC中。InnoSwitch IC內(nèi)部集成了高壓初級(jí)側(cè)開關(guān)（功率MOSFET或氮化鎵(GaN)開關(guān)）、初級(jí)側(cè)控制器、用于同步整流的次級(jí)側(cè)控制器以及可省去光耦的FluxLink通信技術(shù)。

PowiGaN是Power Integrations內(nèi)部開發(fā)的氮化鎵技術(shù)。PowiGaN開關(guān)可取代初級(jí)側(cè)的傳統(tǒng)硅晶體管，從而降低開關(guān)損耗并使設(shè)計(jì)出的電源比硅基器件更高效、更小巧、更輕便。PowiGaN IC可在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)提供95%的高效率，并且在密閉適配器內(nèi)不使用散熱片的情況下可提供100W的功率輸出。

FluxLink技術(shù)無(wú)需使用任何磁芯材料即可在安規(guī)隔離帶之間進(jìn)行反饋控制。FluxLink可提供非常大的通信帶寬，實(shí)現(xiàn)極快的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。這種專有技術(shù)能滿足全球所有的噪聲抗擾性標(biāo)準(zhǔn)。在安全方面，它不僅符合UL和TUV的全球隔離標(biāo)準(zhǔn)，還符合更嚴(yán)格的CQC 5000米中國(guó)安全標(biāo)準(zhǔn)，并且是第一個(gè)符合最新的VDE 11安全規(guī)范的非光耦技術(shù)，這對(duì)家電來(lái)說(shuō)非常重要，特別是在歐洲。

InnoSwitch3 IC適用于構(gòu)建輸出功率高達(dá)100W的電源，包括可輕松滿足平均電源效率要求并且具有極低空載輸入功率和出色待機(jī)性能的恒壓/恒流充電器。Switch3 IC所采用Power Integrations的EcoSmart?技術(shù)可使電源的空載功率小至15mW，并且使該產(chǎn)品系列適用于必須符合能效標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。

Power Integrations還為牽引、軌道交通和可再生能源提供眾多大功率解決方案。

SCALE-iFlex Single門極驅(qū)動(dòng)器非常適合輕軌、可再生能源發(fā)電以及其他需要外形緊湊、堅(jiān)固耐用的驅(qū)動(dòng)器解決方案的高可靠性應(yīng)用。SCALE-iFlex Single門極驅(qū)動(dòng)器采用Power Integrations的SCALE-2? ASIC技術(shù)，與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，元件數(shù)量大幅減少。ASIC還可在正常操作期間提供高級(jí)有源鉗位(AAC)過(guò)電壓保護(hù)，這比簡(jiǎn)單的軟關(guān)斷有很大的改進(jìn)，可在開通期間出現(xiàn)短路時(shí)增加額外的保護(hù)。這款產(chǎn)品經(jīng)過(guò)三防漆處理，可提供加強(qiáng)絕緣。當(dāng)模塊并排安裝時(shí)，隔離型外殼可確保模塊之間的絕緣安全。這些器件已經(jīng)通過(guò)軌道標(biāo)準(zhǔn)IEC 61373 - Class 1B（沖擊和振動(dòng)）、IEC 61000-4-x（EMC測(cè)試）和IEC 60068-2-x（一系列環(huán)境測(cè)試）的預(yù)認(rèn)證。此外，還可提供老化測(cè)試選項(xiàng)。新款門極驅(qū)動(dòng)器在85°C環(huán)境溫度下且無(wú)風(fēng)冷時(shí)的額定峰值輸出電流為每通道20A。在提供風(fēng)冷或在較低的環(huán)境溫度下，可以實(shí)現(xiàn)更高的功率水平。此外，有電氣和光纖兩種接口可供選擇。

此外，Power Integrations還針對(duì)大功率應(yīng)用推出了SCALE-iFlex LT雙通道即插即用型門極驅(qū)動(dòng)器，該器件可將多個(gè)并聯(lián)EconoDUAL模塊的性能提高20%，使用戶可以從功率逆變器和變換器堆棧中節(jié)省每六個(gè)模塊中的一個(gè)。除了節(jié)省驅(qū)動(dòng)器和模塊的成本外，這還降低了控制復(fù)雜性以及與模塊、接線、硬件和散熱有關(guān)的成本。SCALE-iFlex LT專為可再生能源發(fā)電和存儲(chǔ)領(lǐng)域的多種應(yīng)用而開發(fā)，特別適用于3至5MW范圍的海上風(fēng)力渦輪機(jī)。

動(dòng)態(tài)和靜態(tài)均流性于并聯(lián)模塊的穩(wěn)定工作至關(guān)重要。對(duì)于相同的功率輸出，使用SCALE-iFlex LT的系統(tǒng)只需要五個(gè)并聯(lián)模塊，而其他廠商的方案則需要六個(gè)。實(shí)現(xiàn)成本和復(fù)雜性顯著降低的技術(shù)原因在于，保證模塊之間的開通和關(guān)斷指令的延遲差異小于20ns，在導(dǎo)通600A額定電流時(shí)模塊之間的電流差異小于20A。這使得各模塊能夠可靠地運(yùn)行，而無(wú)需進(jìn)行電流降額，而電流降額在不太先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)器解決方案中是必不可少的。SCALE-iFlex LT驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用范圍非常廣泛，除了可再生能源之外，其他應(yīng)用包括電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、商用空調(diào)機(jī)組和中壓驅(qū)動(dòng)。