日前，氮化鎵供應商Power Intergrations（PI）宣布推出集成900V氮化鎵(GaN)InnoSwitch3-AQ，為工業和汽車應用增加更高功率，更高效率，更高電壓以及更高可靠性的產品，繼續補充InnoSwitch3系列組合。
“對于不同的輸入電壓，不同的輸出功率，PI有各種不同材料對應的功率器件，以滿足客戶的不同需求。”PI資深技術培訓經理閻金光在介紹InnoSwitch3-AQ新品時說道。
根據不同電壓選用合適的功率開關
InnoSwitch3-AQ之所以要在功率、效率以及電壓方面進行提升，主要是源于終端市場的需求革新。
無論是汽車還是工業市場，功率需求都是在不斷提升，包括更高性能的處理器、更多無線通信功能、更大的顯示屏、更高的峰值功率以及取消12V鉛酸電池的需求。
尤其是電動汽車取消或者縮小12V鉛酸電池的呼聲越來越高，主要原因是這樣可以減少汽車重量，從而優化行駛里程，并且可以降低生產及維護成本。
第二，則是更高的轉換效率，可以提高能源利用效率、優化散熱系統并且降低系統尺寸。
另外，則是供電電壓正在不斷提高，首先電動汽車母線正在向400V和800V轉換，其次在工業和照明領域，277V交流及三相電越來越得到廣泛應用，此外還需要考慮包括印度及其他熱帶地區不穩定的電網。
為了滿足汽車中的不同電壓和功率等級，PI已先后推出包括750V、900V硅功率開關以及1700V碳化硅產品，而900V氮化鎵的推出，更是將功率提升至100W。
900V氮化鎵的優勢
最新的氮化鎵InnoSwitch3-AQ繼承了InnoSwitch3輸出級的同步整流，準諧振開關，FluxLink數字隔離等多方面優勢。高集成度可以減少周邊元件數量并顯著提升可靠性，根據PI的參考設計，完成一個典型電源設計僅需要80個元件。
900V氮化鎵效率相比900V硅器件提高了1.5%，這意味著可以減少20%的熱量，支持高達100W輸出，而且無需散熱片。根據PI的實際測試結果，采用氮化鎵的產品在400VDC 60W負載條件下，相比碳化硅都有10度的降低。
氮化鎵的效率優勢不止體現在典型系統中，在輕載時，效率優勢同樣明顯，在50%負載時為93%的效率，即便在10%負載時也可以達到85%的效率，這可進一步節省電動車的電量。
另外，900V的氮化鎵相比750V具有更高的裕量及耐用性。最高支持550VDC及10%的降額，或者450VDC和雷擊/噪聲及20%降額的影響。
閻金光還強調了PI氮化鎵的可靠性，在消費市場PI的氮化鎵已經商用化多年，并長期保持市場領先地位，針對車規級產品，故障率僅有0.2ppm，完全符合汽車安規要求。
除了在車用領域，PI還推出了工業規格的900V氮化鎵，可應用于包括3相工業供電、服務器輔助電源以及LED路燈等市場。
如何取消12V電池
12V作為汽車中最常見的標準供電網絡，包含了眾多負載，其中包括至多高達數千瓦瞬時功率的轉向助力。
而當如圖所示，取消12V電池之后，轉向助力由于其高動態功率，將被放置于高壓負載中，其余負載依然使用12V母線。這時可以采用數個APU（輔助供電單元）并聯方式，支持12V負載，滿足一定的動態范圍以及支持冗余應急。
功率系統需要聯合創新
閻金光認為，功率系統的最佳技術，應該是有自己的高壓技術，并且根據高壓工藝研發出一套獨特的控制算法來發揮高壓優勢，InnoSwitch3-AQ就是這一理念的典型體現。
在很多汽車客戶的認知或項目實施中，APU大多數都是采用初級恒壓的控制拓撲，并且采用分立元件實現的。而高集成度、高效率的InnoSwitch3則通過一系列創新解決了取消12V蓄電池趨勢的最大障礙。
