1250V！PI PowiGaN?提升GaN開關耐壓上限

氮化鎵(GaN)是最接近理想的半導體開關的器件，能夠以非常高的能效和高功率密度實現電源轉換。相比于生成工藝復雜的SiC，GaN的生成工藝相對成熟，可以制作成尺寸小巧的芯片封裝，因此非常適合在各種消費級和工業級開關功率應用。當然，相比SiC在高壓領域的出色表現，GaN在高壓的表現并不突出。因此，作為目前GaN市場占有率最高的Power Integrations（PI）創新地將GaN開關的耐壓上限提升到1250V，再次為GaN開關的應用填補了新的耐受電壓領域。

PI的PowiGaN已經在超過60個的市場應用中得到廣泛使用，這次發布的InnoSwitch?3-EP 1250V IC是Power Integrations的InnoSwitch恒壓/恒流準諧振離線反激式開關IC產品系列的最新成員，采用1250V的PowiGaN開關技術打造了全球額定耐壓最高的單管氮化鎵(GaN)電源IC。它具有同步整流和FluxLink?安全隔離反饋功能，并且提供豐富的開關選項，包括725V硅開關、1700V碳化硅開關以及其它衍生出的750V、900V和現在1250V耐壓的PowiGaN開關。

PI 高壓PowiGaN的產品路線圖

據統計，PI以超過20%的市場占有率穩居2022年全球GaN出貨量第一的位置。進入2023年PI不斷強化自己在GaN開關領域的市場優勢。在3月份推出了基于氮化鎵的900VInnoSwitch新品后，持續開發適用于更高電壓的氮化鎵技術，時隔僅6個月就再次推出1250V新品，足以顯示PI致力于將氮化鎵的效率優勢擴展到更廣泛的應用領域甚至是目前碳化硅技術應用領域的決心。PI技術培訓經理Jason Yan在介紹新產品時表示，PI希望GaN產品可以在某些750V以下的直流應用中取代SiC產品。

Power Integrations專有的1250V PowiGaN技術特別適用于工業和家電類的應用，其開關損耗不到相同電壓下同等硅器件開關損耗的三分之一從而使得功率變換的效率可以達到93%，進而有助于實現高緊湊度的反激式電源設計。在高達85W輸出功率的情況下無需散熱片，并且在待機模式下可以為負載提供更大的功率，兩個特性都利于縮小系統的尺寸。設計人員在使用新款InnoSwitch3-EP 1250V IC時，可以非常放心地明確其設計可以工作于1000V的峰值工作電壓，因為1250V的絕對最大值可以滿足80%的行業降額標準。這得益于提升了電壓后的新產品可以提供更多的裕量和更強的耐用性，從而適合幾乎所有地區的工業類電壓應用需求，以及高交流和三相供電的室外照明應用，甚至特別適合在某些電網很不穩定環境下的各類應用。因為在這種環境下，耐用性是抵御電網波動、浪涌以及其他電力擾動的重要防御手段。

PI現有的InnoSwitch3系列的初級開關產品系列

作為業內少數幾家能夠完全獨立供應Si，GaN和SiC功率器件的廠商，PI現有的InnoSwitch3系列的硅、GaN和SiC的初級開關系列產品中，1200V這個電壓段之前是一個空白領域，這次的InnoSwitch3-EP 1250V 產品填補了這一應用空白領域，從而讓客戶應用中不需要選擇昂貴且尺寸龐大的SiC產品，或者裕量受限的900V產品，完善了PI對不同應用客戶的電壓需求，幫助客戶經濟可靠地設計未來的功率系統。

Jason Yan特別提到，在高壓反激類的應用當中PowiGaN開關優于MOSFET，對于硅器件，其VDS額定耐壓的增加會導致其RDS(ON)急劇增加為降低RDS(ON) 而增大晶圓尺寸，這樣會導 致開關電容容量（COSS）的增加，相比于硅和碳化硅開關，PowiGaN擁有非常低的RDS(ON)，從而在系統能效方面擁有更多的優勢。另一方面，在750VDC電壓下，PowiGaN開關的開關損耗約為同等硅MOSFET開關的1/3 更小的晶圓尺寸及更高的效率利于使用更小的封裝。