เมื่อเร็วๆ นี้ ฉันอ่านบทความของศาสตราจารย์ Chen Yongzhen แห่งมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Liaoning เรื่อง "ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าสำหรับ GaN FET เป็นเพียงกลไกหรือไม่" มีความรู้สึกมากมาย ดังนั้นตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าสำหรับแกลเลียมไนไตรด์ (GaN)FET (ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม) จึงเกิดขึ้น นอกเหนือจากปริมาตรที่ลดลงแล้ว ความเหนี่ยวนำปรสิตของมันไม่สามารถลดลงได้อย่างมากเมื่อกระบวนการผลิตไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ และมีลักษณะการเหนี่ยวนำที่ความถี่สวิตชิ่งสูง พร้อมด้วยฮาร์โมนิคที่สูงขึ้นอย่างมาก ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

+แท้จริงแล้ว ในช่วงเวลาแห่งการทำซ้ำของเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมใหม่ จะต้องมีโคลนและทรายอยู่เสมอ อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีสนับสนุนอุปกรณ์ต่อพ่วงของเทคโนโลยีใหม่ บทบาทของมันจะมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ เช่น อุปกรณ์พลังงานแกลเลียมไนไตรด์ มาดูกันว่าผู้ผลิตกาแฟรายใหญ่ในอุตสาหกรรมพูดถึงแกลเลียมไนไตรด์ว่าอย่างไรเมื่อเร็วๆ นี้ และพวกเขาจะให้บทเรียนอะไรแก่เราบ้าง

GaN ได้กลายเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาพลังงาน 5G

"การเกิดขึ้นของแกลเลียมไนไตรด์จะตอบสนองความต้องการของ 5G สร้างโครงสร้างพื้นฐานใหม่ และเปลี่ยนแปลงการชาร์จเร็วไปอย่างสิ้นเชิง" สตีเฟน โอลิเวอร์ รองประธานฝ่ายการตลาดองค์กรและนักลงทุนสัมพันธ์ของ Navitas Semiconductor กล่าว

จากข้อมูลที่เผยแพร่โดย GSMArena ตั้งแต่ปี 2010 ขนาดหน้าจอโดยเฉลี่ยและความจุแบตเตอรี่ของแพลตฟอร์มโทรศัพท์มือถือใหม่ เช่น Apple iPhone 12, Xiaomi Mi11 และ Samsung S21 ได้เพิ่มขึ้นมากกว่าสามครั้ง เป็นที่ยอมรับไม่ได้ที่จะใช้ที่ชาร์จเชิงพาณิชย์ที่ใช้ซิลิคอนขนาด 5W หรือ 20W ที่ช้าเพื่อยืดเวลาการชาร์จ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้พลังงานมากขึ้น

ตามที่โทโพโลยีความถี่ต่ำแบบดั้งเดิมแสดงให้เห็น การได้รับพลังงานมากขึ้นจากเครื่องชาร์จซิลิคอนหมายถึงขนาดที่ใหญ่ขึ้น น้ำหนักที่มากขึ้น และต้นทุนที่สูงขึ้น และการออกแบบความหนาแน่นของพลังงานและความหนาแน่นของความร้อนถือเป็นปัญหาคอขวด

ภายใน 10 ปี ขนาดหน้าจอและความจุแบตเตอรี่ของสมาร์ทโฟนเพิ่มขึ้นมากกว่า 3 เท่า

โอลิเวอร์กล่าวว่าการเพิ่มขึ้นของหน้าจอสมาร์ทโฟน แบตเตอรี่ และฟังก์ชัน 5G ตลอดจนการปรับปรุงการประมวลผลข้อมูล อัตราและความจุในการส่งข้อมูล ทำให้ผู้คนให้ความสนใจกับความเร็วในการชาร์จ ขนาด น้ำหนัก และราคาของอะแดปเตอร์สำหรับการเดินทาง ในเวลาเดียวกัน การเปิดตัวแพลตฟอร์มการชาร์จที่ยืดหยุ่นเพียงแพลตฟอร์มเดียว (ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์) ได้แก่ ขั้วต่อ USB-C (USB-C) หรือแหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโปรแกรมได้ (PPS) พร้อมระบบส่งกำลัง (USB-PD) หมายความว่าผู้บริโภคจะไม่ พึ่งพาผลิตภัณฑ์พลังงานที่จัดหาโดย OEM อีกต่อไป

เขาเชื่อว่ากุญแจสำคัญในการปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานคือการเพิ่มความถี่ในการสวิตชิ่งและลดส่วนประกอบแบบพาสซีฟ เช่น หม้อแปลง ตัวกรอง EMI ความจุขนาดใหญ่ และตัวเก็บประจุเอาต์พุต ในช่วงต้นปี 1996 ได้มีการเสนอโทโพโลยีความเร็วสูง เช่น Active Clamped Flyback (ACF) โดยชุมชนวิชาการ แต่กลับต้องผิดหวังกับประสิทธิภาพการต้านทานแบบออนรีซิสและการสลับที่ไม่ดี และความซับซ้อนของซิลิคอน และการขาด IC ควบคุมที่เหมาะสมที่สุด

เมื่อต้นปี 2018 การเปิดตัว IC กำลัง GaN ได้ยุติสถานการณ์นี้ ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้ ACF มีความเป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์เท่านั้น แต่ยังทำให้การชาร์จ flyback กึ่งเรโซแนนซ์ความถี่สูงของเครื่องชาร์จสมาร์ทโฟนตลอดจน CrCM (โหมดการนำวิกฤต) ) เพิ่มโทโพโลยี PFC (การแก้ไขตัวประกอบกำลัง) LLC ความเร็วสูง (ตัวควบคุมเรโซแนนซ์) และ PFC โทเท็มโพล CrCM ขั้นสูงสำหรับระบบพลังงานที่สูงขึ้น เช่น คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กสำหรับเล่นเกม พีซีแบบรวม โทรทัศน์ และอุปกรณ์จ่ายไฟหน่วยส่งสัญญาณ 5G ที่มีความเป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์

วงจรรวมกำลัง GaN ผสานรวม GaN power FET และไดรเวอร์ GaN พร้อมระบบควบคุมและป้องกันไว้ในแพ็คเกจชิปเดียว วงจรรวมแหล่งจ่ายไฟ GaNFast™ เหล่านี้เป็นส่วนประกอบแหล่งจ่ายไฟดิจิทัลอินพุตและเอาต์พุตที่ใช้งานง่าย ความเร็วสูง และประสิทธิภาพสูง เนื่องจากวงจรไดรฟ์เกตไม่มีอิมพีแดนซ์ จึงแทบไม่มีการสูญเสียพลังงานเมื่อปิดวงจรหลังจากรวมวงจร นอกจากนี้ ประสิทธิภาพการเปิดยังสามารถควบคุมและปรับแต่งได้ตามความต้องการเฉพาะของการใช้งาน

ผลกระทบคืออะไร? GaN power IC ทำงานเร็วขึ้น 20 เท่าและสูงกว่าการออกแบบซิลิคอนแบบดั้งเดิมถึง 3 เท่า และถูกใช้โดย OEM เช่น Dell, Lenovo และ Xiaomi เพื่อชาร์จสมาร์ทโฟนและแล็ปท็อปอย่างรวดเร็ว ดังที่เห็นได้จาก OPPO 50W Mini SuperVOOC Cookie Quick Charger โทโพโลยี GaN ความเร็วสูงจะกำจัดส่วนประกอบแบบพาสซีฟและลดขนาดของเครื่องชาร์จ ด้วยคอนโทรลเลอร์ TI UCC28782 และไอซีกำลัง GaNFast การกำหนดค่าแบบฮาล์ฟบริดจ์คู่หนึ่ง ฟลายแบ็คแบบแอกทีฟแคลมป์ประสิทธิภาพสูงพร้อมความเร็วที่เร็วขึ้น 10 เท่าจึงเกิดขึ้นได้

การทดสอบภายใต้ความต้องการของตลาดที่รุนแรง

ภาพพื้นหลัง |网络

“การทดสอบความเครียดด้านแรงดันและอุณหภูมิอย่างละเอียดแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ไฟฟ้า GaN มีความน่าเชื่อถือสูงตามที่ตลาดรถยนต์และอุตสาหกรรมต้องการ” รอน บาร์ รองประธานฝ่ายคุณภาพและความน่าเชื่อถือของ Transphorm กล่าว

ข้อดีของช่องความถี่กว้าง (WBG) MOSFET กำลัง GaN ทำให้มีบทบาทสำคัญมากขึ้นในโอกาสที่มีความต้องการสูง เช่น ระบบย่อยกำลังของรถยนต์และแหล่งจ่ายไฟของศูนย์ข้อมูล แอปพลิเคชันเหล่านี้มีสภาพการทำงานที่ท้าทาย และความล้มเหลวไม่สามารถยอมรับได้เนื่องจากต้นทุนการรับประกันรถยนต์หรือต้นทุนสูงที่เกี่ยวข้องกับความน่าเชื่อถือของศูนย์ข้อมูล เมื่อเลือกอุปกรณ์ไฟฟ้า วิศวกรออกแบบต้องแน่ใจว่าอุปกรณ์ดังกล่าวเชื่อถือได้ แข็งแรง และทนทาน

จากตัวอย่าง GaN HEMT (ทรานซิสเตอร์การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนสูง) TP65H035WSQA ที่ออกแบบโดยชิปคู่แบบปกติของ Transphorm เป็นตัวอย่าง GaN HEMT และซิลิคอน FET แรงดันต่ำแบบปกติที่เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมเพื่อสร้างโครงสร้างอุปกรณ์ cascode

สัญลักษณ์ Cascode และโครงสร้างการรวมอุปกรณ์ Cascode

อุปกรณ์นี้บรรจุใน TO-247 และตรงตามมาตรฐาน AEC-Q101 ที่อุณหภูมิ 175°C เมื่อประเมินความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ วิศวกรออกแบบจำเป็นต้องมี "โดเมน" ของข้อมูลความน่าเชื่อถือสี่ "โดเมน" เพื่อพิจารณาว่าอุปกรณ์นั้นเหมาะสำหรับการใช้งานหรือไม่ รวมถึง: การรับรองผลิตภัณฑ์; การทดสอบชีวิตที่เร่งความเร็วสูง การทดสอบความล้มเหลวในวัยเด็ก ความน่าเชื่อถือของสนาม

产品认证

การรับรองผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่เป็นไปตามมาตรฐานทั่วไปสองประการในอุตสาหกรรม JEDEC JESD 47 เหมาะสำหรับอุปกรณ์เชิงพาณิชย์ และมาตรฐาน AEC-Q101 ที่เข้มงวดยิ่งขึ้นเหมาะสำหรับอุปกรณ์วัดในรถยนต์ แต่ละมาตรฐานมีชุดการทดสอบที่ผลิตภัณฑ์ต้องผ่าน เช่น การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ไบอัสย้อนกลับอุณหภูมิสูง ไบอัสกริดอุณหภูมิสูง ฯลฯ จึงถือได้ว่าผลิตภัณฑ์ดังกล่าวผ่านการรับรอง JEDEC หรือ Q101

高加速寿命试验

การทดสอบอายุการใช้งานแบบเร่งความเร็วสูง (HALT) เป็นวิธีการที่กำหนดไว้อย่างดี กล่าวคือ ความเครียดจะถูกนำไปใช้กับอุปกรณ์ภายใต้เงื่อนไขที่บางครั้งอาจเกินขีดจำกัดของเอกสารข้อมูลจนกว่าอุปกรณ์จะล้มเหลว ในเวลาเดียวกัน ข้อมูลเกี่ยวกับเวลาที่จะล้มเหลว (TTF) จะถูกรวบรวม เพื่อให้สามารถประยุกต์ใช้แบบจำลองที่เหมาะสมเพื่อทำนายอายุการใช้งานที่คงทน (หรือที่เรียกว่าอายุการใช้งานโดยธรรมชาติ)

ภายใต้ไบแอสย้อนกลับ ชุดอุปกรณ์แรงดันไฟฟ้า 650V ที่มีแรงดันไฟฟ้าระหว่าง 1050V ถึง 1150V ในสถานะปิดได้รับการทดสอบจนกว่าอุปกรณ์ส่วนใหญ่จะทำงานล้มเหลว จากนั้นคำนวณเวลาเฉลี่ยที่จะเกิดความล้มเหลวภายใต้เงื่อนไขแต่ละชุด

ภาพพื้นหลัง | หมิ่น

ในทำนองเดียวกัน ควรทดสอบอุปกรณ์ว่ามีความล้มเหลวที่อุณหภูมิต่างกันสามระดับหรือไม่ จะได้แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันสามแบบและอุณหภูมิที่แตกต่างกันสามแบบภายใต้สภาวะการทดสอบแบบเร่ง ขณะนี้ เวลาความล้มเหลวของการทดสอบแต่ละครั้งจะถูกทำให้เป็นมาตรฐานภายใต้ชุดเงื่อนไขการใช้งาน ซึ่งโดยปกติจะได้มาจากสรุปงานของแอปพลิเคชัน ในตัวอย่าง มีการเลือกชุดของสภาวะที่รุนแรงเพื่อคำนวณอายุการใช้งานของอุปกรณ์ 650V 175°C ที่มีรอบการทำงาน 100%

ข้อมูลการทดสอบทั้งหมดสามารถนำมารวมกันเป็นแบบจำลองได้ ซึ่งเรียกว่า "กราฟการใช้งาน" กราฟนี้แสดงความน่าจะเป็นที่จะเกิดความล้มเหลวตามเวลาที่เกิดความล้มเหลวภายใต้เงื่อนไขการใช้งาน

แนวทางปฏิบัติทั่วไปคือการกำหนดอายุการใช้งานของอุปกรณ์เมื่อความน่าจะเป็นของความล้มเหลวคือ 100PPM ในตัวอย่างนี้ มันคือการทำงานต่อเนื่อง 106 ชั่วโมงเป็นเวลา 100 ปี

早期失效试验

การทดสอบความล้มเหลวตั้งแต่เนิ่นๆ ใช้เพื่อคำนวณความเสี่ยงในการรับประกันในการใช้งาน และทดสอบความน่าจะเป็นของความล้มเหลวก่อนที่อุปกรณ์จะเสียหาย ความล้มเหลวในชีวิตในวัยเด็ก (อัตราความล้มเหลวก่อนกำหนด) มักเกิดขึ้นเนื่องจากไม่พบข้อบกพร่องหรือคัดแยกออกในกระบวนการผลิต ซึ่งมักเรียกว่า "ข้อบกพร่องภายใน" ในกรณีของอุปกรณ์ GaN ข้อบกพร่องโดยธรรมชาติเหล่านี้จะนำไปสู่การบิดเบือนของสนามไฟฟ้าและความล้มเหลวของตำแหน่งข้อบกพร่องที่เร่งขึ้น

เพื่อให้การทดสอบมีประสิทธิภาพ เราควรพยายามทดสอบตัวอย่างอุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่กว่าการทดสอบ HALT ที่ได้อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ เพื่อเพิ่มโอกาสในการพบข้อบกพร่องที่แท้จริง วิธีการใช้งานมีรายละเอียดอยู่ในมาตรฐาน JEDEC JESD 74A ซึ่งสามารถหาได้จากเว็บไซต์ของ JEDEC

ความล้มเหลวในชีวิตในวัยเด็กมักคำนวณโดย FIT (Billion Hour Failure Rate) หรือ PPM/ปี ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าอัตรา FIT ต่ำมาก ซึ่งอาจบ่งบอกถึงความน่าเชื่อถือของสนามที่ดีมาก

现场可靠性

การคำนวณความน่าเชื่อถือนอกสถานที่ของ Transphorm เป็นไปตามแนวปฏิบัติของอุตสาหกรรม และคำนึงถึงจำนวนอุปกรณ์ที่ส่งมอบ ระยะเวลาในการใช้งานภาคสนาม และจำนวนอุปกรณ์ที่เสียหายตามที่ลูกค้ารายงาน แน่นอนว่าไม่ใช่ทุกผลิตภัณฑ์ที่สามารถจัดส่งหรือใช้งานได้ทันที เพื่อความปลอดภัย จำนวนชั่วโมงอุปกรณ์ทั้งหมดจะลดลงครึ่งหนึ่ง เวลาการทำงานของอุปกรณ์ของ Transphorm ในภาคสนามนั้นมากกว่า 7 พันล้านชั่วโมงมาก จนถึงตอนนี้ มีการส่งคืนมาแล้วสองครั้ง และความน่าเชื่อถือของภาคสนามนั้นน้อยกว่า 1FIT

“การทดสอบแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์จ่ายไฟ GaN ข้างต้นเกินข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือที่ท้าทายของ OEM ในรถยนต์และอุตสาหกรรม ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ GaN เหล่านี้อย่างน้อยก็เท่ากับความน่าเชื่อถือของซิลิคอนและเทคโนโลยี wide bandgap อื่นๆ ที่มีอยู่ และมักจะดีกว่า "Barr สรุปอย่างมั่นใจ

GaN栅极驱动的新要求

ภาพพื้นหลัง | พินเทอเรสต์

"GaN ที่ใช้พลังงานต่ำเป็นก้าวใหม่ของการปฏิวัติ ซึ่งจะเปิดศักราชใหม่สำหรับการใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง อย่างไรก็ตาม ปัญหาบางอย่างจำเป็นต้องได้รับการใส่ใจเมื่อใช้เทคโนโลยีทรานซิสเตอร์กำลังใหม่ "Eric Persson หัวหน้าวิศวกรอาวุโสของ Infineon เทคโนโลยีชี้ให้เห็น

สวิตช์เปิด/ปิดมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพ ความหนาแน่น และราคาของอะแดปเตอร์ ตามเนื้อผ้า ทรานซิสเตอร์กำลังที่ใช้เป็นสวิตช์เป็นแบบซิลิคอน และแนวโน้มดังกล่าวแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าทรานซิสเตอร์แถบความถี่กว้าง โดยเฉพาะ GaN กำลังกลายเป็นมาตรฐานของอะแดปเตอร์ขนาดเล็กและประสิทธิภาพสูง

เมื่อมองย้อนกลับไปถึงการพัฒนาเทคโนโลยีทรานซิสเตอร์กำลัง จนถึงทุกวันนี้ ทรานซิสเตอร์แบบซิลิคอน SJ (super Junction) เป็นเทคโนโลยีทรานซิสเตอร์หลักที่ใช้ในเครื่องชาร์จ/อะแดปเตอร์ โดยสามารถให้ความต้านทานต่อออนต่ำ ความสามารถในการจัดการกระแสไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม การขับเข้าประตูที่เรียบง่าย และความน่าเชื่อถือที่พิสูจน์แล้วตามเวลาในบรรจุภัณฑ์ขนาดเล็ก ซึ่งทั้งหมดนี้มีต้นทุนต่ำ

อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาถึงช่วงแรงดันไฟฟ้ากว้างที่อะแดปเตอร์ต้องการและภาวะแรงดันไฟเกินชั่วคราวที่เกิดจากการเหนี่ยวนำการรั่วไหลและไฟกระชากฟ้าผ่าชั่วคราว แม้แต่ทรานซิสเตอร์ 650V ก็มักจะไม่เพียงพอ โดยต้องใช้อุปกรณ์ 700-800V และนี่คือแง่มุมหนึ่งที่ GaN มีข้อได้เปรียบเหนือซิลิคอนอย่างเห็นได้ชัด เนื่องจากเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เกินแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ทรานซิสเตอร์ซิลิคอนจะเข้าสู่สถานะพังทลายของหิมะถล่ม การออกแบบบางแบบใช้เอฟเฟ็กต์ซีเนอร์เป็นบัฟเฟอร์เพื่อระงับแรงดันไฟเกินชั่วคราว อย่างไรก็ตาม แม้ว่าพลังงานจะอยู่ในพื้นที่ทำงานที่ปลอดภัย (SOA) ของทรานซิสเตอร์ วิธีการนี้จะเพิ่มการสูญเสียพลังงาน และอาจนำไปสู่ ​​EMI ที่ไม่พึงประสงค์เพิ่มเติม (การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า) นอกจากนี้ พลังงานจำนวนมากที่เกิดจากไฟกระชากอาจเกินพลังงานจากหิมะถล่ม และทำให้ทรานซิสเตอร์เสียหายได้

ในทางตรงกันข้าม แรงดันไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์ GaN นั้นต่ำกว่าแรงดันพังทลายแบบทำลายล้างที่เกิดขึ้นจริงมาก แรงดันไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์จะขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการใช้งานที่ระบุเพื่อให้เป็นไปตามระดับความน่าเชื่อถือที่จำเป็นสำหรับอายุการใช้งานของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น HEMT ประเภท E ของ coolgan 600v มักจะมีแรงดันพังทลายแบบทำลายล้างมากกว่า 1000V และระดับแรงดันพัลส์ของมันคือ 750V ภายใต้สภาวะต่างๆ ในโทโพโลยีการจับคู่ ACF ที่สมบูรณ์แบบ พลังงานการรั่วไหลได้รับการจัดการโดยวงจรเรโซแนนซ์ และพิกัดแรงดันพัลส์สูงของ GaN สามารถปรับแรงดันไฟกระชากฟ้าผ่าได้

กุญแจสำคัญในการใช้ทรานซิสเตอร์ GaN คือข้อกำหนดของเกทไดรฟ์แตกต่างจากทรานซิสเตอร์ซิลิคอน ข้อแตกต่างที่สำคัญคือเกณฑ์และแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งเกททั้งหมด (VGS) ของ GaN นั้นต่ำกว่าของทรานซิสเตอร์ซิลิคอนอย่างมาก แม้ว่าสิ่งนี้จะช่วยลดประจุเกต แต่ก็อาจทำให้เกิดความท้าทายในการปิดทรานซิสเตอร์ ในวงจร ACF ทรานซิสเตอร์สองตัวได้รับการกำหนดค่าเป็นฮาล์ฟบริดจ์ สวิตช์หลักอยู่ที่ด้านล่าง และใช้แคลมป์แบบแอคทีฟเป็นสวิตช์ด้านสูง และตัวควบคุมและตัวขับทรานซิสเตอร์ด้านต่ำนั้นได้รับพลังงานจากแหล่งจ่ายไฟแบบไบแอส แต่ตัวขับเกตด้านสูงจำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายไฟแบบลอยตัว ในแหล่งจ่ายไฟโทรคมนาคมหรือศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ สามารถใช้ตัวแปลง DC-DC ตัวเดียวเพื่อจ่ายพลังงานอคติแบบลอยตัวสำหรับด้านไฟฟ้าแรงสูง แต่ในอะแดปเตอร์/เครื่องชาร์จ ขนาดและราคาของวิธีนี้เป็นสิ่งต้องห้าม

วงจรโทโพโลยี flyback แบบแคลมป์ที่ใช้งานอยู่ทำให้ง่ายขึ้น

วิธีการทั่วไปในการจ่ายพลังงานให้กับด้านไฟฟ้าแรงสูงคือสิ่งที่เรียกว่าแหล่งจ่ายไฟบูตสแตรป นั่นคือเมื่อเปิดด้านแรงดันต่ำ ตัวเก็บประจุเก็บพลังงานซึ่งเอนเอียงโดยด้านไฟฟ้าแรงสูงจะถูกชาร์จขึ้นจาก แหล่งจ่ายไฟไบแอสแรงดันต่ำผ่านไดโอด เมื่อเปิดด้านไฟฟ้าแรงสูง มันจะดึงไบแอสจากตัวเก็บประจุเก็บพลังงาน และจะต้องเติมใหม่อย่างสม่ำเสมอ (ทุกครั้งที่เปิดด้านแรงดันต่ำ) เมื่อวงจรทำงานอย่างต่อเนื่อง นี่เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพและต้นทุนต่ำในการจ่ายไฟให้กับด้านไฟฟ้าแรงสูง แต่ความท้าทายอยู่ที่วิธีการทำงานในโหมดไม่ต่อเนื่อง

ดังนั้นจะหลีกเลี่ยงการเปิดด้านสูงที่ผิดพลาดได้อย่างไรเมื่อไม่ได้ชาร์จตัวเก็บประจุบูตสแตรป IC ตัวขับเกททั่วไปในบางครั้งมีการออกแบบวงจรหนีบด้วย แต่วิธีการดั้งเดิมสำหรับทรานซิสเตอร์ซิลิคอนนั้นอาศัยแรงดันไฟฟ้าขีดจำกัดที่สูงกว่า (เช่น 3-4V) ดังนั้น หากวงจรเริ่มจับยึดในช่วง 1-2V โชคไม่ดีที่วงจรต้องใช้หลายร้อย ns เพื่อเริ่มจับยึด ทรานซิสเตอร์ GaN สามารถนำกระแสจำนวนมากที่แรงดันเกตเหล่านี้ได้แล้ว

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของไดรเวอร์แบบหนีบเร็วที่ใช้ร่วมกับทรานซิสเตอร์ GaN จำเป็นต้องลดความต้านทานสัญญาณรบกวนระหว่างทั้งสองให้เหลือน้อยที่สุด อิงหลิงใช้วิธีการผสานทรานซิสเตอร์ GaN ด้านสูงและด้านต่ำ (190 ม.²) และผสานเข้ากับไดรเวอร์แบบฮาล์ฟบริดจ์ใหม่ในแพ็คเกจ iQFN 8×8 มม. จึงทำให้เกิดวงจรรวมกำลังไฟฟ้าแบบฮาล์ฟบริดจ์ (IPS)

เมื่อเปรียบเทียบกับผลิตภัณฑ์ของคู่แข่ง วิธีการรวมและแบ่งพาร์ติชันนี้มีข้อดีดังต่อไปนี้:

เขียนตอนท้าย

发挥优势的时刻已经到来

เซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามที่แสดงโดยแกลเลียมไนไตรด์และซิลิคอนคาร์ไบด์มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม เช่น ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูง ความถี่สูง กำลังสูงและต้านทานการแผ่รังสี และข้อจำกัดด้านเทคโนโลยีและต้นทุนจะค่อยๆ ละลายหายไป ถัดไป ขึ้นอยู่กับว่าด้านแอปพลิเคชันสามารถใช้ประโยชน์จากการทดสอบอุปกรณ์ การพัฒนาไดรเวอร์ และการจับคู่ส่วนประกอบต่อพ่วงได้อย่างเต็มที่อย่างไร

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: บทความนี้ทำซ้ำจาก "และไม่ใช่เว็บ eefocus" บทความนี้นำเสนอเฉพาะความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียน และไม่ได้นำเสนอมุมมองของ Sacco Micro และอุตสาหกรรม มีไว้สำหรับการพิมพ์ซ้ำและแบ่งปันเพื่อสนับสนุนการคุ้มครองสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาเท่านั้น โปรดระบุแหล่งที่มาต้นฉบับและผู้แต่งเมื่อพิมพ์ซ้ำ หากมีการละเมิดใด ๆ โปรดติดต่อเราเพื่อลบออก