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瞄準消費性市場 高整合GaN方案蓄勢待發

文‧侯冠州 發布日期:2019/09/04 關鍵字:SiC氮化鎵Power IntegrationsAndrew SmithInnoSwitch 3同步整流

基於寬能隙材料的功率半導體已經進入商業量產,而相較於主攻高電壓應用市場的碳化矽(SiC),氮化鎵(GaN)則是在消費類找到應用商機;而為滿足消費性產品對成本、體積、效能的要求,高整合解決方案成為電源元件供應商拓展GaN市場的主要利器,例如Power Integrations近期所推出的InnoSwitch3 AC-DC轉換器IC,其特色便是將一次側、二次側和回授電路整合在單一表面接合封裝中。

據悉,Power Integrations日前推出新一代InnoSwitch 3系列離線CV/CC返馳式切換開關IC,而在最新發布的系列產品中,GaN切換開關取代了IC一次側的傳統矽高壓電晶體,減少電流流過時的導通損耗,並大幅降低了運作期間的切換損失,減少能源浪費;而值得一提的地方是,為實現更精準的同步整流(Synchronous Rectification, SR),該系列產品將一次側、二次側和回授電路整合在單一表面接合封裝中。

Power Integrations培訓總監Andrew Smith表示,過往的同步整流設計,一次側和二次側通常是各自獨立,而非在同一封裝之中,二次側要「開」或「關」,往往是依據一次側導入的電流或電壓波形進行判斷。然而,電源供應並不是固定負載(也就是同一電流、電壓穩定輸送),消費者常常會突然插拔充電器、插頭等,在快速變動的情況下,一次側、二次側的溝通有時會出現「誤差」,也就是二次側跟不上一次側的指令,兩者無法同步,電源供應器便會產生故障。

Power Integrations培訓總監Andrew Smith(右)表示,整合一次側和二次側有助實現更精準的同步整流。

Smith指出,為克服此一情況,降低故障率,同時提升使用效率,該公司便決定將一次側、二次側和回授電路整合在單一表面接合封裝中,並透過磁耦合連接一次側與二次側,使兩者的「溝通」更加容易,以精準的實現同步整流,不僅降低電源供應器故障率,也可以透過整合方式減少產品尺寸、成本,並提升效能,滿足行動裝置、機上盒、顯示器、家電、網路和遊戲產品的USB-PD和高電流充電器/轉換器等高效率返馳式設計。

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