PI从氮化镓到可再生能源全方位解决方案应对碳中和挑战

今年以来，行业发展十分迅猛。Power Integrations的业务增长尤为突出，甚至超过了行业平均水平，有望增长40%以上。我们与市场一起成长，也占据了一定的市场份额。

Power Integrations的两个主打产品是我们的PowiGaN氮化镓(GaN)开关IC和无刷直流(BLDC)电机驱动器。

如今，新的适配器/充电器设计正纷纷采用氮化镓来减小尺寸和增加功率，而Power Integrations在该市场拥有最大份额。我们的电源解决方案策略是将氮化镓开关与所有相关的驱动器、控制器和保护电路都集成在同一封装内，这一策略已经受到广泛欢迎。使用我们的高集成度IC，设计人员不必面对复杂的氮化镓相关设计挑战。Power Integrations并没有停滞不前，我们推出了更高功率、更高效和更高集成度的PowiGaN™氮化镓充电器解决方案，例如InnoSwitch3™PD IC，它的内部还集成了USB-C和PD控制器。

现在，随着全球范围内新的家电能效法规开始生效，无刷直流电机的市场应用正在激增，特别是在中国。Power Integrations推出了BridgeSwitch集成半桥电机驱动器产品系列来满足这一市场需求。BridgeSwitch IC内部集成了两个性能加强的FREDFET（具有快恢复外延型二极管的场效应晶体管）分别用于半桥电路的上管和下管，且具有无损耗的电流检测功能，可使400W以内的无刷直流电机驱动应用中的逆变器转换效率达到98.5%。该产品系列所提供的优异效率和分布式散热架构可省去散热片，有助于降低系统成本和重量。

氮化镓具有巨大的效率优势，这意味着充电器和适配器可以做得更小、更轻（无需散热片）和更高功率。设计人员所面临的挑战是如何最好地利用这项技术。例如，驱动氮化镓晶体管并不是一件简单的事情。Power Integrations可以为中国和其他地方的设计人员提供一臂之力，因为我们销售的电源解决方案在同一封装中同时集成了驱动器和控制器。这意味着设计人员只需从硅基器件切换到氮化镓器件，轻松实现他们所需的效率水平。此外，我们还推出许多相关参考设计，为设计工程师提供支持。

Power Integrations提供多种功率变换IC解决方案，以满足移动充电器市场的需求。InnoSwitch系列IC将初级、次级和反馈电路同时集成到一个表面贴装离线式反激开关IC中。InnoSwitch IC内部集成了高压初级侧开关（功率MOSFET或氮化镓(GaN)开关）、初级侧控制器、用于同步整流的次级侧控制器以及可省去光耦的FluxLink通信技术。

PowiGaN是Power Integrations内部开发的氮化镓技术。PowiGaN开关可取代初级侧的传统硅晶体管，从而降低开关损耗并使设计出的电源比硅基器件更高效、更小巧、更轻便。PowiGaN IC可在整个负载范围内提供95%的高效率，并且在密闭适配器内不使用散热片的情况下可提供100W的功率输出。

FluxLink技术无需使用任何磁芯材料即可在安规隔离带之间进行反馈控制。FluxLink可提供非常大的通信带宽，实现极快的负载瞬态响应。这种专有技术能满足全球所有的噪声抗扰性标准。在安全方面，它不仅符合UL和TUV的全球隔离标准，还符合更严格的CQC 5000米中国安全标准，并且是第一个符合最新的VDE 11安全规范的非光耦技术，这对家电来说非常重要，特别是在欧洲。

InnoSwitch3 IC适用于构建输出功率高达100W的电源，包括可轻松满足平均电源效率要求并且具有极低空载输入功率和出色待机性能的恒压/恒流充电器。Switch3 IC所采用Power Integrations的EcoSmart™技术可使电源的空载功率小至15mW，并且使该产品系列适用于必须符合能效标准的应用。

Power Integrations还为牵引、轨道交通和可再生能源提供众多大功率解决方案。

SCALE-iFlex Single门极驱动器非常适合轻轨、可再生能源发电以及其他需要外形紧凑、坚固耐用的驱动器解决方案的高可靠性应用。SCALE-iFlex Single门极驱动器采用Power Integrations的SCALE-2™ ASIC技术，与传统产品相比，元件数量大幅减少。ASIC还可在正常操作期间提供高级有源钳位(AAC)过电压保护，这比简单的软关断有很大的改进，可在开通期间出现短路时增加额外的保护。这款产品经过三防漆处理，可提供加强绝缘。当模块并排安装时，隔离型外壳可确保模块之间的绝缘安全。这些器件已经通过轨道标准IEC 61373 - Class 1B（冲击和振动）、IEC 61000-4-x（EMC测试）和IEC 60068-2-x（一系列环境测试）的预认证。此外，还可提供老化测试选项。新款门极驱动器在85°C环境温度下且无风冷时的额定峰值输出电流为每通道20A。在提供风冷或在较低的环境温度下，可以实现更高的功率水平。此外，有电气和光纤两种接口可供选择。

此外，Power Integrations还针对大功率应用推出了SCALE-iFlex LT双通道即插即用型门极驱动器，该器件可将多个并联EconoDUAL模块的性能提高20%，使用户可以从功率逆变器和变换器堆栈中节省每六个模块中的一个。除了节省驱动器和模块的成本外，这还降低了控制复杂性以及与模块、接线、硬件和散热有关的成本。SCALE-iFlex LT专为可再生能源发电和存储领域的多种应用而开发，特别适用于3至5MW范围的海上风力涡轮机。

动态和静态均流性于并联模块的稳定工作至关重要。对于相同的功率输出，使用SCALE-iFlex LT的系统只需要五个并联模块，而其他厂商的方案则需要六个。实现成本和复杂性显著降低的技术原因在于，保证模块之间的开通和关断指令的延迟差异小于20ns，在导通600A额定电流时模块之间的电流差异小于20A。这使得各模块能够可靠地运行，而无需进行电流降额，而电流降额在不太先进的驱动器解决方案中是必不可少的。SCALE-iFlex LT驱动器的应用范围非常广泛，除了可再生能源之外，其他应用包括电能质量监测、商用空调机组和中压驱动。