1250V！PI PowiGaN?提升GaN开关耐压上限

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氮化镓(GaN)是最接近理想的半导体开关的器件，能够以非常高的能效和高功率密度实现电源转换。相比于生成工艺复杂的SiC，GaN的生成工艺相对成熟，可以制作成尺寸小巧的芯片封装，因此非常适合在各种消费级和工业级开关功率应用。当然，相比SiC在高压领域的出色表现，GaN在高压的表现并不突出。因此，作为目前GaN市场占有率最高的Power Integrations（PI）创新地将GaN开关的耐压上限提升到1250V，再次为GaN开关的应用填补了新的耐受电压领域。

PI的PowiGaN已经在超过60个的市场应用中得到广泛使用，这次发布的InnoSwitch?3-EP 1250V IC是Power Integrations的InnoSwitch恒压/恒流准谐振离线反激式开关IC产品系列的最新成员，采用1250V的PowiGaN开关技术打造了全球额定耐压最高的单管氮化镓(GaN)电源IC。它具有同步整流和FluxLink?安全隔离反馈功能，并且提供丰富的开关选项，包括725V硅开关、1700V碳化硅开关以及其它衍生出的750V、900V和现在1250V耐压的PowiGaN开关。

PI 高压PowiGaN的产品路线图

据统计，PI以超过20%的市场占有率稳居2022年全球GaN出货量第一的位置。进入2023年PI不断强化自己在GaN开关领域的市场优势。在3月份推出了基于氮化镓的900VInnoSwitch新品后，持续开发适用于更高电压的氮化镓技术，时隔仅6个月就再次推出1250V新品，足以显示PI致力于将氮化镓的效率优势扩展到更广泛的应用领域甚至是目前碳化硅技术应用领域的决心。PI技术培训经理Jason Yan在介绍新产品时表示，PI希望GaN产品可以在某些750V以下的直流应用中取代SiC产品。

Power Integrations专有的1250V PowiGaN技术特别适用于工业和家电类的应用，其开关损耗不到相同电压下同等硅器件开关损耗的三分之一从而使得功率变换的效率可以达到93%，进而有助于实现高紧凑度的反激式电源设计。在高达85W输出功率的情况下无需散热片，并且在待机模式下可以为负载提供更大的功率，两个特性都利于缩小系统的尺寸。设计人员在使用新款InnoSwitch3-EP 1250V IC时，可以非常放心地明确其设计可以工作于1000V的峰值工作电压，因为1250V的绝对最大值可以满足80%的行业降额标准。这得益于提升了电压后的新产品可以提供更多的裕量和更强的耐用性，从而适合几乎所有地区的工业类电压应用需求，以及高交流和三相供电的室外照明应用，甚至特别适合在某些电网很不稳定环境下的各类应用。因为在这种环境下，耐用性是抵御电网波动、浪涌以及其他电力扰动的重要防御手段。

PI现有的InnoSwitch3系列的初级开关产品系列

作为业内少数几家能够完全独立供应Si，GaN和SiC功率器件的厂商，PI现有的InnoSwitch3系列的硅、GaN和SiC的初级开关系列产品中，1200V这个电压段之前是一个空白领域，这次的InnoSwitch3-EP 1250V 产品填补了这一应用空白领域，从而让客户应用中不需要选择昂贵且尺寸庞大的SiC产品，或者裕量受限的900V产品，完善了PI对不同应用客户的电压需求，帮助客户经济可靠地设计未来的功率系统。

Jason Yan特别提到，在高压反激类的应用当中PowiGaN开关优于MOSFET，对于硅器件，其VDS额定耐压的增加会导致其RDS(ON)急剧增加为降低RDS(ON) 而增大晶圆尺寸，这样会导 致开关电容容量（COSS）的增加，相比于硅和碳化硅开关，PowiGaN拥有非常低的RDS(ON)，从而在系统能效方面拥有更多的优势。另一方面，在750VDC电压下，PowiGaN开关的开关损耗约为同等硅MOSFET开关的1/3 更小的晶圆尺寸及更高的效率利于使用更小的封装。