電子繁榮的時代,電源技術將是永遠的支柱。電源技術追求高效率、高可靠性的目標從未改變。隨著新一代半導體材料的逐步成熟,新應用場景的登場,電源行業也在接受技術的變革和洗禮。
面向未來,電源技術繼續追求著功率密度的增加、整流技術的提升和分布式電源結構的優化,與此同時,也更關心電源的數字化和智能化、設計工具的人性化,以及如何適應快速多變的市場環境。本文盤點各主流廠商的前沿產品,以供各方未來設計與研發參考。
GaN技術的研發與應用前沿
GaN技術在2018年取得很大的進展,很多應用場景都開始出現GaN器件。作為最早研究GaN技術的廠商,英飛凌推出了600V GaN HEMT產品線——CoolGaN。該器件架構建立在低成本的硅基材料上,采用了橫向架構,很容易構建半橋模塊、全橋模塊;另外,在本征Al GaN層的頂部使用p摻雜的Al GaN門極。該器件具有非常極低的柵極電荷和輸出電荷,線性的電容特性和源到漏電壓,易于進行ZVS拓撲設計;同時,也沒有本征體二極管架構和相關的儲備恢復問題。CoolGaN的增強模式概念提供快速的開啟和關閉速度,以及在芯片或封裝級別上的更佳集成路徑,可實現更簡單且更具成本效益的半橋拓撲。增強模式更適合多芯片集成。
600V CoolGaN系列是根據特定的基于GaN量身定制的規范工藝基礎上實現的, 該工藝遠遠超過硅功率器件的標準。600V CoolGaN適用于電信、 數據通信、 服務器SMPS以及大多數其他工業和消費類應用。CoolGaN產品系列采用高性能SMD封裝,以充分發揮GaN的優勢。英飛凌還專門為CoolGaN配備了驅動器——1EDi-G1 EiceDriver系列,其具有獨立于占空比的開關特性,兩個關斷電壓,即使對于第一個脈沖,也可使用負柵極驅動電壓。
無線充電:當前市場的最大熱點
無線充電有Qi和PMA兩個標準。其中Qi標準由于得到了蘋果等公司的支持,已經成為主流標準。意法半導體(ST)的一系列TX端產品也支持Qi協議,功率范圍是2~15w。其中,以支持EPP規范的15W發射端控制器STWBC-EP為代表,該控制器的待機功耗僅16mW,端到端的效率能夠達到80%。此外,位置檢測、FOD、Q因數測量的功能也一應俱全。該產品集成有一個DC/DC升壓轉換器和控制器,還有Qi充電算法固件,開發者無需在設計中集成軟件和使用額外微控制器,即可完成方案設計。STWBC-EP的架構讓設計人員能夠靈活地優化外部半橋及相關柵極驅動器,支持5~12V的電源電壓,確保兼容USB快充。這款芯片還采用ST的獨有技術,給用戶更好使用體驗。這些獨有技術包括可以提升主動存在檢測性能的ST專利技術,當一個兼容設備放在充電區時,這項技術可以快速喚醒系統。此項專利技術還能提升異物檢測(FOD)性能,當含有金屬的物體距充電器過近時,這項檢測功能可以自動切斷電源,防止過熱現象發生。
Flex:板載電源的新技術