PI推出900V氮化镓IoSwitch3-AQ，加速取代12V铅酸电池

日前，氮化镓供应商Power Intergrations（PI）宣布推出集成900V氮化镓(GaN)InnoSwitch3-AQ，为工业和汽车应用增加更高功率，更高效率，更高电压以及更高可靠性的产品，继续补充InnoSwitch3系列组合。

“对于不同的输入电压，不同的输出功率，PI有各种不同材料对应的功率器件，以满足客户的不同需求。”PI资深技术培训经理阎金光在介绍InnoSwitch3-AQ新品时说道。

根据不同电压选用合适的功率开关

InnoSwitch3-AQ之所以要在功率、效率以及电压方面进行提升，主要是源于终端市场的需求革新。

无论是汽车还是工业市场，功率需求都是在不断提升，包括更高性能的处理器、更多无线通信功能、更大的显示屏、更高的峰值功率以及取消12V铅酸电池的需求。

尤其是电动汽车取消或者缩小12V铅酸电池的呼声越来越高，主要原因是这样可以减少汽车重量，从而优化行驶里程，并且可以降低生产及维护成本。

第二，则是更高的转换效率，可以提高能源利用效率、优化散热系统并且降低系统尺寸。

另外，则是供电电压正在不断提高，首先电动汽车母线正在向400V和800V转换，其次在工业和照明领域，277V交流及三相电越来越得到广泛应用，此外还需要考虑包括印度及其他热带地区不稳定的电网。

为了满足汽车中的不同电压和功率等级，PI已先后推出包括750V、900V硅功率开关以及1700V碳化硅产品，而900V氮化镓的推出，更是将功率提升至100W。

900V氮化镓的优势

最新的氮化镓InnoSwitch3-AQ继承了InnoSwitch3输出级的同步整流，准谐振开关，FluxLink数字隔离等多方面优势。高集成度可以减少周边元件数量并显著提升可靠性，根据PI的参考设计，完成一个典型电源设计仅需要80个元件。

900V氮化镓效率相比900V硅器件提高了1.5%，这意味着可以减少20%的热量，支持高达100W输出，而且无需散热片。根据PI的实际测试结果，采用氮化镓的产品在400VDC 60W负载条件下，相比碳化硅都有10度的降低。

氮化镓的效率优势不止体现在典型系统中，在轻载时，效率优势同样明显，在50%负载时为93%的效率，即便在10%负载时也可以达到85%的效率，这可进一步节省电动车的电量。

另外，900V的氮化镓相比750V具有更高的裕量及耐用性。最高支持550VDC及10%的降额，或者450VDC和雷击/噪声及20%降额的影响。

阎金光还强调了PI氮化镓的可靠性，在消费市场PI的氮化镓已经商用化多年，并长期保持市场领先地位，针对车规级产品，故障率仅有0.2ppm，完全符合汽车安规要求。

除了在车用领域，PI还推出了工业规格的900V氮化镓，可应用于包括3相工业供电、服务器辅助电源以及LED路灯等市场。

如何取消12V电池

12V作为汽车中最常见的标准供电网络，包含了众多负载，其中包括至多高达数千瓦瞬时功率的转向助力。

而当如图所示，取消12V电池之后，转向助力由于其高动态功率，将被放置于高压负载中，其余负载依然使用12V母线。这时可以采用数个APU（辅助供电单元）并联方式，支持12V负载，满足一定的动态范围以及支持冗余应急。

功率系统需要联合创新

阎金光认为，功率系统的最佳技术，应该是有自己的高压技术，并且根据高压工艺研发出一套独特的控制算法来发挥高压优势，InnoSwitch3-AQ就是这一理念的典型体现。

在很多汽车客户的认知或项目实施中，APU大多数都是采用初级恒压的控制拓扑，并且采用分立元件实现的。而高集成度、高效率的InnoSwitch3则通过一系列创新解决了取消12V蓄电池趋势的最大障碍。