Di dunia elektronik saat ini, konverter daya dibutuhkan dari perangkat medis, pengisi daya ponsel dan laptop hingga catu daya tambahan.tegangan input variabel, dan protokol pengisian cerdas semuanya rumit daya dan konverter desain dan membutuhkan efisiensi energi yang lebih tinggi.
Dalam dekade terakhir, teknologi switching baru yang menggunakan sirkuit terintegrasi (IC) pada chip gallium nitride (GaN) telah muncul.Jadi desainer power converter menghadapi tantangan dan solusi.
Semikonduktor GaN memiliki bandgap yang sangat luas; pada 3,4 eV, bandgap lebih dari tiga kali dari semikonduktor silikon.Semikonduktor GaN dapat beroperasi pada tegangan yang lebih tinggi dan suhu hingga + 400 ° C, membuat mereka cocok untuk aplikasi daya yang lebih tinggi, pada frekuensi yang lebih tinggi, dan dalam frekuensi radio (RF) dan aplikasi 5G.
Dalam aplikasi konverter daya, GaN IC mengoptimalkan kerugian terkait transistor seperti impedansi seri (RDS (ON) dan kapasitansi paralel (COSS) dalam dimensi keseluruhan yang lebih kecil daripada IC silikon.Dalam jejak yang sama dengan IC silikon, GaN IC dapat menangani tidak hanya frekuensi yang lebih tinggi tetapi juga lebih sedikit panas. Fitur ini memungkinkan desainer untuk mengecilkan atau menghilangkan radiator besar.
Namun, kontrol transistor GaN bisa rumit. The ability of this type of transistor to withstand high frequencies means that the control driver must be physically close to this transistor in order to eliminate delays and effectively reduce the switching speed of this transistor to avoid unnecessary electromagnetic interference (EMI). Power converter designers using GaN eliminate these challenges by using a single device that combines a high voltage power switch for the primary side (input) with a control IC for the secondary side (output) and a feedback circuit.
Karakteristik rinci dari operasi switch
Power Integrations menggunakan produk PopwiGaN TM Technical InnoSwitch3 telah mengembangkan beberapa seri perangkat kemasan tersebut. InnoSwitch3-CP series transfer switch IC (Figure 1) uses a quasi-resonant (QR) anti-excitation controller to provide a constant voltage (CV)/constant current (CC) output to achieve a constant power (CP) curve.
Sisi utama dan sekunder dari IC ini terisolasi listrik,tetapi tegangan output dan informasi arus ditransmisikan dari pengontrol sekunder ke pengontrol utama melalui kopling induktifTeknologi komunikasi FluxLink menyediakan informasi yang cepat dan akurat untuk respon transisi beban cepat dan memutar frekuensi hingga 70 kHz.
Inovasi Daya InnoSwitch3-CP Seri Switch Switch IC
Gambar 1: Pengontrol utama dan sekunder dari InnoSwitch3-CP seri transfer switch IC terisolasi secara listrik, tetapi umpan balik dapat dibagikan melalui tautan fluks (garis bergaris).Inovasi Tenaga)
Sirkuit terintegrasi seri InnoSwitch3-CP menangani daya dari 50 W hingga 100 W tanpa perlu heat sink, mengurangi total volume catu daya.Komponen-komponen ini memiliki tegangan operasi terus menerus 650 V tetapi dapat menahan lonjakan hingga 750 V.
Untuk catu daya yang menggunakan IC seri InnoSwitch3-CP, efisiensi energi mencapai 94% dalam kisaran beban yang diizinkan, sedangkan switch berbasis silikon memiliki efisiensi energi sekitar 90%.InnoSwitch3-CP seri tidak hanya hemat energi tetapi juga sangat rendah dalam konsumsi daya (kurang dari 30 mW), yang membantu memenuhi peraturan efisiensi energi global.
Untuk memastikan keamanan dan memperpanjang umur komponen, InnoSwitch3-CP Series IC menyediakan isolasi galvanik 4000 VAC yang ditingkatkan antara sisi primer dan sekunder,sesuai dengan Underwriters Laboratories (UL) 1577, dan setiap unit lulus pengujian HIPOT. Fungsi keamanan lainnya termasuk deteksi dan respons terhadap transistor efek medan sinkron (SR FET) gerbang sirkuit terbuka,tegangan rendah atau tegangan tinggi pada saluran masukan, dan output overvoltage. pengontrol IC juga membatasi overcurrent dan mematikan sebelum overheating terjadi.
InnoSwitch3-EP seri IC (Gambar 2) mirip dengan InnoSwitch3-CP seri IC. IC ini tidak dioptimalkan untuk output daya konstan tunggal,tetapi menggunakan teknologi pengatur sisi sekunder tertimbang (SSR) untuk rata-rata tegangan output dari beberapa saluran ke sinyal kontrol.