PI從氮化鎵到可再生能源全方位解決方案應對碳中和挑戰

今年以來，行業發展十分迅猛。Power Integrations的業務增長尤為突出，甚至超過了行業平均水平，有望增長40%以上。我們與市場一起成長，也占據了一定的市場份額。

Power Integrations的兩個主打產品是我們的PowiGaN氮化鎵(GaN)開關IC和無刷直流(BLDC)電機驅動器。

如今，新的適配器/充電器設計正紛紛采用氮化鎵來減小尺寸和增加功率，而Power Integrations在該市場擁有最大份額。我們的電源解決方案策略是將氮化鎵開關與所有相關的驅動器、控制器和保護電路都集成在同一封裝內，這一策略已經受到廣泛歡迎。使用我們的高集成度IC，設計人員不必面對復雜的氮化鎵相關設計挑戰。Power Integrations并沒有停滯不前，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，它的內部還集成了USB-C和PD控制器。

現在，隨著全球范圍內新的家電能效法規開始生效，無刷直流電機的市場應用正在激增，特別是在中國。Power Integrations推出了BridgeSwitch集成半橋電機驅動器產品系列來滿足這一市場需求。BridgeSwitch IC內部集成了兩個性能加強的FREDFET（具有快恢復外延型二極管的場效應晶體管）分別用于半橋電路的上管和下管，且具有無損耗的電流檢測功能，可使400W以內的無刷直流電機驅動應用中的逆變器轉換效率達到98.5%。該產品系列所提供的優異效率和分布式散熱架構可省去散熱片，有助于降低系統成本和重量。

氮化鎵具有巨大的效率優勢，這意味著充電器和適配器可以做得更小、更輕（無需散熱片）和更高功率。設計人員所面臨的挑戰是如何最好地利用這項技術。例如，驅動氮化鎵晶體管并不是一件簡單的事情。Power Integrations可以為中國和其他地方的設計人員提供一臂之力，因為我們銷售的電源解決方案在同一封裝中同時集成了驅動器和控制器。這意味著設計人員只需從硅基器件切換到氮化鎵器件，輕松實現他們所需的效率水平。此外，我們還推出許多相關參考設計，為設計工程師提供支持。

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

PowiGaN是Power Integrations內部開發的氮化鎵技術。PowiGaN開關可取代初級側的傳統硅晶體管，從而降低開關損耗并使設計出的電源比硅基器件更高效、更小巧、更輕便。PowiGaN IC可在整個負載范圍內提供95%的高效率，并且在密閉適配器內不使用散熱片的情況下可提供100W的功率輸出。

FluxLink技術無需使用任何磁芯材料即可在安規隔離帶之間進行反饋控制。FluxLink可提供非常大的通信帶寬，實現極快的負載瞬態響應。這種專有技術能滿足全球所有的噪聲抗擾性標準。在安全方面，它不僅符合UL和TUV的全球隔離標準，還符合更嚴格的CQC 5000米中國安全標準，并且是第一個符合最新的VDE 11安全規范的非光耦技術，這對家電來說非常重要，特別是在歐洲。

InnoSwitch3 IC適用于構建輸出功率高達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性能的恒壓/恒流充電器。Switch3 IC所采用Power Integrations的EcoSmart?技術可使電源的空載功率小至15mW，并且使該產品系列適用于必須符合能效標準的應用。

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門極驅動器非常適合輕軌、可再生能源發電以及其他需要外形緊湊、堅固耐用的驅動器解決方案的高可靠性應用。SCALE-iFlex Single門極驅動器采用Power Integrations的SCALE-2? ASIC技術，與傳統產品相比，元件數量大幅減少。ASIC還可在正常操作期間提供高級有源鉗位(AAC)過電壓保護，這比簡單的軟關斷有很大的改進，可在開通期間出現短路時增加額外的保護。這款產品經過三防漆處理，可提供加強絕緣。當模塊并排安裝時，隔離型外殼可確保模塊之間的絕緣安全。這些器件已經通過軌道標準IEC 61373 - Class 1B（沖擊和振動）、IEC 61000-4-x（EMC測試）和IEC 60068-2-x（一系列環境測試）的預認證。此外，還可提供老化測試選項。新款門極驅動器在85°C環境溫度下且無風冷時的額定峰值輸出電流為每通道20A。在提供風冷或在較低的環境溫度下，可以實現更高的功率水平。此外，有電氣和光纖兩種接口可供選擇。

此外，Power Integrations還針對大功率應用推出了SCALE-iFlex LT雙通道即插即用型門極驅動器，該器件可將多個并聯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省每六個模塊中的一個。除了節省驅動器和模塊的成本外，這還降低了控制復雜性以及與模塊、接線、硬件和散熱有關的成本。SCALE-iFlex LT專為可再生能源發電和存儲領域的多種應用而開發，特別適用于3至5MW范圍的海上風力渦輪機。

動態和靜態均流性于并聯模塊的穩定工作至關重要。對于相同的功率輸出，使用SCALE-iFlex LT的系統只需要五個并聯模塊，而其他廠商的方案則需要六個。實現成本和復雜性顯著降低的技術原因在于，保證模塊之間的開通和關斷指令的延遲差異小于20ns，在導通600A額定電流時模塊之間的電流差異小于20A。這使得各模塊能夠可靠地運行，而無需進行電流降額，而電流降額在不太先進的驅動器解決方案中是必不可少的。SCALE-iFlex LT驅動器的應用范圍非常廣泛，除了可再生能源之外，其他應用包括電能質量監測、商用空調機組和中壓驅動。