作為一種新興的半導(dǎo)體材料，GaN材料的特性非常好，具有高熱導(dǎo)率、化學(xué)穩(wěn)定性好、直接帶隙、強(qiáng)原子鍵等性質(zhì)，適用于很多的應(yīng)用，GaN材料是研制微電子器件、光電子器件的新型半導(dǎo)體材料，在高溫大功率器件和高頻微波器件應(yīng)用方面有著廣闊前景，尤其是在功率器件方面，比如GaN技術(shù)的優(yōu)勢(shì)很大，比如 LED驅(qū)動(dòng)器IC和AC－DC變換器IC。功率器件就是進(jìn)行功率處理的器件，具有處理高電壓、大電流能力的半導(dǎo)體器件，通常情況下，功率器件需要進(jìn)行變頻、變壓、變流、功率管理等處理，功率器件在計(jì)算機(jī)、通訊、工業(yè)、消費(fèi)電子、汽車等領(lǐng)域均有應(yīng)用。
相對(duì)于MOSFET的硅功率器件相比，基于GaN的功率器件具有更高的效率和更強(qiáng)的功耗處理能力，這些優(yōu)勢(shì)是當(dāng)下高功耗、高密度系統(tǒng)等所需要的。作為高壓電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域半導(dǎo)體技術(shù)的知名創(chuàng)新者，Power Integrations公司的產(chǎn)品是清潔能源生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)鍵組成部分，可實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電以及毫瓦級(jí)至兆瓦級(jí)應(yīng)用中電能的有效傳輸和消耗。近日，Power Integrations發(fā)布基于氮化鎵的InnoSwitch3 AC－DC變換器IC以及推出的全新LYTSwitch－6 LED驅(qū)動(dòng)器IC均采用了PowiGaN技術(shù)，可提供優(yōu)異的功率密度和效率。Power Integrations資深技術(shù)經(jīng)理閻金光（Jason Yan）對(duì)OFweek等多家媒體介紹了LYTSwitch－6 LED驅(qū)動(dòng)器IC以及InnoSwitch3 AC－DC變換器IC產(chǎn)品，下面是關(guān)于產(chǎn)品的一些特點(diǎn)。
基于氮化鎵的InnoSwitch3 AC－DC變換器IC
InnoSwitch3 AC－DC變換器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100 W的功率輸出，這一突破性的性能提升源自內(nèi)部開發(fā)的高壓氮化鎵開關(guān)技術(shù)。Jason Yan提到，準(zhǔn)諧振模式的InnoSwitch3－CP、InnoSwitch3－EP和InnoSwitch3－Pro IC在一個(gè)表面貼裝封裝內(nèi)集成了初級(jí)電路、次級(jí)電路和反饋電路。在新發(fā)布的系列器件中，氮化鎵開關(guān)替換了IC初級(jí)的常規(guī)高壓硅晶體管，這可以降低電流流動(dòng)期間的傳導(dǎo)損耗，并極大降低工作時(shí)的開關(guān)損耗。這最終有助于大幅降低電源的能耗，從而提高效率，使體積更小的InSOP－24D封裝提供更大的輸出功率。
在實(shí)現(xiàn)高效率和小尺寸方面，氮化鎵是一項(xiàng)明顯優(yōu)于硅技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，預(yù)計(jì)眾多電源應(yīng)用會(huì)從硅晶體管快速轉(zhuǎn)換為氮化鎵，InnoSwitch3已成為離線開關(guān)電源IC市場(chǎng)當(dāng)之無愧的技術(shù)先行者。InnoSwitch3－CP和InnoSwitch3－EP的電源特性可以通過改變硬件參數(shù)的方式進(jìn)行配置，而InnoSwitch－Pro集成先進(jìn)的數(shù)字接口，可通過軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)恒壓和恒流的設(shè)置點(diǎn)、異常處理以及安全模式選項(xiàng)的控制。
InnoSwitch3 IC可用于對(duì)尺寸和效率有較高要求的應(yīng)用，如非原裝USB PD適配器，高端手機(jī)充電器和其他移動(dòng)設(shè)備，筆記本適配器，對(duì)尺寸和效率有較高要求的應(yīng)用（家電、電視機(jī)、服務(wù)器待機(jī)電源、一體機(jī)電腦、視頻游戲機(jī)），應(yīng)用所要求的特點(diǎn)受益于InnoSwitch的產(chǎn)品特性，但需要更高的輸出功率。
保證產(chǎn)品使用的一致性、連貫性及易于使用特性，InnoSwitch3 IC是簡單的反激式電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，無論采用硅晶體管的還是采用PowiGaN開關(guān)的InnoSwitch3 IC均使用相同的開關(guān)電源設(shè)計(jì)流程，相同的開關(guān)頻率，根據(jù)輸出功率的不同選取相應(yīng)的外部電路元件，InnoSwitch3 IC的開關(guān)波形極為相似，無異常的電路特性表現(xiàn)及增加特別的設(shè)計(jì)考量，同時(shí)，EMI采用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)考量，ESD與硅器件相比沒有區(qū)別。Power Integrations資深技術(shù)經(jīng)理閻金光（Jason Yan）表示，Power Integrations全新的InnoSwitch3 IC現(xiàn)已開始供貨，基于10，000片的訂貨量每片單價(jià)為4美元。Power Integrations網(wǎng)站提供了五款新的參考設(shè)計(jì)，均為輸出功率介于60 W到100 W的USB－PD充電器，此外還提供了自動(dòng)化設(shè)計(jì)工具PI Expert?以及其他技術(shù)支持文檔。
全新的LYTSwitch－6 LED驅(qū)動(dòng)器IC有何亮點(diǎn)？
功率器件的應(yīng)用越來越廣泛，同時(shí)要求也在增強(qiáng)，比如市場(chǎng)對(duì)功率器件的環(huán)保要求增加，低碳生活意味著低功耗，對(duì)于AC－DC變換器IC與LED驅(qū)動(dòng)器IC而言，設(shè)計(jì)者需要考慮到產(chǎn)品的功率密度和效率。據(jù)Jason Yan介紹，新的LYTSwitch－6 IC具有極高的效率，無需使用散熱片即可大幅減小鎮(zhèn)流器的尺寸和重量，并降低對(duì)驅(qū)動(dòng)器周邊風(fēng)冷環(huán)境的要求。750 V PowiGaN初級(jí)開關(guān)可提供極低的RDS（ON），并降低開關(guān)損耗。相較于常規(guī)方案，這一改進(jìn)結(jié)合LYTSwitch－6現(xiàn)有的諸多特性，可使功率轉(zhuǎn)換效率提高3％，進(jìn)而減少三分之一以上的熱能浪費(fèi)。LYTSwitch－6 IC采用PowiGaN技術(shù)，可提供無損耗電流檢測(cè)，有助于提高效率。LYTSwitch－6產(chǎn)品系列的新器件仍保留了快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，可為并聯(lián)LED燈串提供優(yōu)異的交叉調(diào)整率，并且無需額外的二次穩(wěn)壓電路，同時(shí)還支持無閃爍系統(tǒng)工作。這些優(yōu)勢(shì)可以保證更加易于實(shí)現(xiàn)使用脈寬調(diào)制（PWM）接口的調(diào)光應(yīng)用。
使用PowiGaN開關(guān)增大了該產(chǎn)品的輸出功率范圍及擊穿電壓范圍
在多數(shù)情況下，功率器件是用來控制電流的通過和截?cái)?，?dāng)電流通過時(shí)，這個(gè)理想開關(guān)兩端的電壓降為零，當(dāng)電流截?cái)鄷r(shí)，這個(gè)理想開關(guān)兩端可以承受的電壓是任意大小。如今的的功率器件已經(jīng)具有很好的性能，在要求電壓電流處理范圍內(nèi)，可以接近一個(gè)理想開關(guān)。先進(jìn)的氮化鎵（GaN）技術(shù)可大幅提高功率和效率，這給氮化鎵功率器件發(fā)展創(chuàng)造了條件。GaN具有極快的開關(guān)速度和優(yōu)異反向恢復(fù)性能，在低損耗、高效率應(yīng)用場(chǎng)合優(yōu)勢(shì)明顯。Jason Yan表示，使用PowiGaN開關(guān)的LYTSwitch－6 IC 實(shí)現(xiàn)大于100 W的輸出功率，基于硅晶體管的LYTSwitch－6產(chǎn)品在高達(dá)65 W的應(yīng)用當(dāng)中非常有效，PowiGaN開關(guān)提供更大的輸出功率單位面積的RDS（ON）更小開關(guān)損耗更低LYTSwitch－6 PowiGaN 器件LYT6079C高達(dá)100 W輸出功率，LYT6070C高達(dá)110 W輸出功率。采用PowiGaN技術(shù)的全新LYTSwitch－6 IC的高效率設(shè)計(jì)特別適合智能家用和商用照明以及薄型天花板凹槽燈應(yīng)用。
GaN開關(guān)技術(shù)是功率轉(zhuǎn)換的未來
GaN是一種高電子遷移率晶體管，這就意味著GaN器件的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度大于硅，如果給它們相同的片上電阻和擊穿電壓，GaN的尺寸更小。大功率密度的LYTSwitch－6設(shè)計(jì)可減小LED驅(qū)動(dòng)器的高度和重量，這對(duì)于空間受限且密閉的鎮(zhèn)流器應(yīng)用而言至關(guān)重要。Power Integrations資深技術(shù)經(jīng)理閻金光（Jason Yan）表示，PowiGaN開關(guān)更具實(shí)用性，PowiGaN開關(guān)優(yōu)于硅晶體管開關(guān)電源更加高效、溫升更低、體積更小在高功率應(yīng)用當(dāng)中引領(lǐng)“無散熱片”設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)趨勢(shì)。他繼續(xù)說道，GaN開關(guān)技術(shù)是功率轉(zhuǎn)換的未來，PowiGaN開關(guān)集成于IC內(nèi)部并提供可靠的保護(hù)控制器、驅(qū)動(dòng)器、PowiGaN開關(guān)、保護(hù)電路及SR控制集成在一個(gè)器件以內(nèi)更高的效率工作方式與其它LYTSwitch－6器件相同。目前，基于GaN的LYTSwitch－6 LED驅(qū)動(dòng)器IC現(xiàn)已開始供貨。