Nel mondo elettronico di oggi, i convertitori di potenza sono necessari per tutto, dai dispositivi medici, dai caricabatterie per telefoni e laptop, alle sorgenti di alimentazione ausiliarie.gestione termica, tensione d'ingresso variabile e protocolli di ricarica intelligenti hanno reso la progettazione di alimentatori e convertitori sempre più complessa, ponendo al contempo maggiori esigenze di efficienza energetica.
Negli ultimi dieci anni sono emerse nuove tecnologie di commutazione che utilizzano circuiti integrati (IC) a chip a nitruro di gallio (GaN).Quindi i progettisti di convertitori di potenza affrontano sia sfide che soluzioni.
I semiconduttori GaN hanno un ampio intervallo di banda; a 3,4 eV, il suo intervallo di banda è più di tre volte quello dei semiconduttori al silicio.I semiconduttori GaN sono in grado di funzionare a tensioni e temperature più elevate fino a + 400 ° C, rendendoli adatti a applicazioni ad alta potenza e ad operare a frequenze più elevate, rendendoli adatti alle applicazioni a radiofrequenza (RF) e 5G.
Rispetto agli IC di silicio,I circuiti integrati GaN ottimizzano le perdite correlate al transistor come l'impedenza di serie (RDS (ON)) e la capacità parallela (COSS) con dimensioni esterne più piccole nelle applicazioni di convertitore di potenza. All'interno della stessa impronta dei circuiti integrati in silicio, gli circuiti integrati GaN possono gestire non solo frequenze più elevate, ma anche generare meno calore.
Tuttavia, il controllo dei transistor GaN può essere difficile.il che significa che il driver di controllo deve essere fisicamente situato vicino al transistor per eliminare il ritardo e ridurre efficacemente la velocità di commutazione del transistor, evitando inutili interferenze elettromagnetiche (EMI). Designers of power converters using GaN eliminate these challenges by using a single device that combines a high-voltage power switch for the primary side (input) and a control IC and feedback circuit for the secondary side (output).
Caratteristiche dettagliate del funzionamento dell'interruttore
Power Integrations utilizza la tecnologia PowiGaNTM InnoSwitch 3 e ha sviluppato molteplici serie di tali dispositivi confezionati. the InnoSwitch 3-CP series conversion switch IC (Figure 1) uses a quasi resonant (QR) flyback controller to provide constant voltage (CV)/constant current (CC) outputs to achieve a constant power (CP) curve.
I lati primario e secondario dell'IC sono isolati elettricamente,ma la tensione di uscita e le informazioni di corrente sono trasmesse dal regolatore secondario al regolatore primario attraverso accoppiamento induttivoLa tecnologia di comunicazione FluxLink è in grado di fornire rapidamente informazioni accurate per ottenere una risposta transitoria di carico veloce e frequenze di commutazione fino a 70 kHz.