Trong thế giới điện tử ngày nay, các bộ chuyển đổi năng lượng được yêu cầu từ các thiết bị y tế, sạc điện thoại di động và máy tính xách tay đến các nguồn cung cấp năng lượng phụ trợ.điện áp đầu vào biến đổi, và các giao thức sạc thông minh tất cả phức tạp thiết kế năng lượng và chuyển đổi và đòi hỏi hiệu quả năng lượng cao hơn.
Trong thập kỷ qua, các công nghệ chuyển đổi mới sử dụng các mạch tích hợp (IC) trên chip gallium nitride (GaN) đã xuất hiện.do đó, các nhà thiết kế chuyển đổi năng lượng phải đối mặt với cả hai thách thức và giải pháp.
GaN bán dẫn có bandgap rất rộng; ở 3,4 eV, bandgap là hơn ba lần so với một bán dẫn silicon.GaN bán dẫn có thể hoạt động ở điện áp cao hơn và nhiệt độ lên đến + 400 ° C, làm cho chúng phù hợp với các ứng dụng công suất cao hơn, ở tần số cao hơn và trong các ứng dụng tần số vô tuyến (RF) và 5G.
Trong các ứng dụng chuyển đổi công suất, GaN IC tối ưu hóa các tổn thất liên quan đến transistor như trở kháng hàng loạt (RDS (ON) và dung lượng song song (COSS) trong kích thước tổng thể nhỏ hơn so với silicon IC.Trong cùng một dấu chân như IC silicon, GaN IC có thể xử lý không chỉ tần số cao hơn mà còn ít nhiệt hơn. Tính năng này cho phép các nhà thiết kế thu nhỏ hoặc loại bỏ các bộ tản nhiệt cồng kềnh.
Tuy nhiên, việc kiểm soát các transistor GaN có thể khó khăn. 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.
Đặc điểm chi tiết về hoạt động chuyển đổi
Power Integrations sử dụng sản phẩm PopwiGaN TM Technical InnoSwitch3 của mình đã phát triển nhiều loạt các thiết bị đóng gói như vậy. 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.
Các mặt chính và phụ của IC này được cách ly điện,nhưng điện áp đầu ra và thông tin hiện tại được truyền từ bộ điều khiển thứ cấp đến bộ điều khiển chính thông qua nối cảm ứngCông nghệ truyền thông FluxLink cung cấp thông tin nhanh, chính xác cho phản ứng chuyển tiếp tải nhanh và chuyển tần đến 70 kHz.
Các đổi mới về điện năng InnoSwitch3-CP Series Switch-over Switch IC
Hình 1: Các bộ điều khiển chính và thứ cấp của InnoSwitch3-CP series transfer switch IC được cách ly điện, nhưng phản hồi có thể được chia sẻ thông qua một liên kết luồng (dashed line).Năng lượng đổi mới)
Các mạch tích hợp dòng InnoSwitch3-CP xử lý điện từ 50 W đến 100 W mà không cần thùng tản nhiệt, làm giảm tổng khối lượng nguồn điện.Các thành phần này có một điện áp hoạt động liên tục danh tính là 650 V nhưng có thể chịu được sóng cao lên đến 750 V.
Đối với các nguồn cung cấp điện sử dụng InnoSwitch3-CP series IC, hiệu quả năng lượng đạt 94% trong phạm vi tải trọng cho phép, trong khi các công tắc dựa trên silicon có hiệu quả năng lượng khoảng 90%.Dòng InnoSwitch3-CP không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn tiêu thụ điện cực thấp (dưới 30 mW), giúp đáp ứng các quy định về hiệu quả năng lượng toàn cầu.
Để đảm bảo an toàn và kéo dài tuổi thọ của các thành phần, InnoSwitch3-CP Series IC cung cấp cách ly galvanic 4000 VAC nâng cao giữa các mặt chính và thứ cấp,phù hợp với Phòng thí nghiệm Underwriters (UL) 1577Các chức năng an toàn khác bao gồm phát hiện và phản ứng với mạch mở cổng đồng bộ (SR FET),Điện áp thấp hoặc quá cao của đường dẫn đầu vàoCác bộ điều khiển IC cũng giới hạn quá mức và tắt trước khi quá nóng xảy ra.
InnoSwitch3-EP series IC (Hình 2) tương tự như InnoSwitch3-CP series IC.nhưng sử dụng công nghệ điều chỉnh bên thứ cấp cân nhắc (SSR) để trung bình điện áp đầu ra của nhiều kênh thành tín hiệu điều khiển.