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面向未来,电源技术该走向何方?

盘点快速变革时代的电源新热点、新材料、新应用


  来源: 21ic电子网 时间:2020-01-21 编辑:马致远
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电子繁荣的时代,电源技术将是永远的支柱。电源技术追求高效率、高可靠性的目标从未改变。随着新一代半导体材料的逐步成熟,新应用场景的登场,电源行业也在接受技术的变革和洗礼。


面向未来,电源技术继续追求着功率密度的增加、整流技术的提升和分布式电源结构的优化,与此同时,也更关心电源的数字化和智能化、设计工具的人性化,以及如何适应快速多变的市场环境。本文盘点各主流厂商的前沿产品,以供各方未来设计与研发参考。


GaN技术的研发与应用前沿




GaN技术在2018年取得很大的进展,很多应用场景都开始出现GaN器件。作为最早研究GaN技术的厂商,英飞凌推出了600V GaN HEMT产品线——CoolGaN。该器件架构建立在低成本的硅基材料上,采用了横向架构,很容易构建半桥模块、全桥模块;另外,在本征Al GaN层的顶部使用p掺杂的Al GaN门极。该器件具有非常极低的栅极电荷和输出电荷,线性的电容特性和源到漏电压,易于进行ZVS拓扑设计;同时,也没有本征体二极管架构和相关的储备恢复问题。CoolGaN的增强模式概念提供快速的开启和关闭速度,以及在芯片或封装级别上的更佳集成路径,可实现更简单且更具成本效益的半桥拓扑。增强模式更适合多芯片集成。



600V CoolGaN系列是根据特定的基于GaN量身定制的规范工艺基础上实现的, 该工艺远远超过硅功率器件的标准。600V CoolGaN适用于电信、 数据通信、 服务器SMPS以及大多数其他工业和消费类应用。CoolGaN产品系列采用高性能SMD封装,以充分发挥GaN的优势。英飞凌还专门为CoolGaN配备了驱动器——1EDi-G1 EiceDriver系列,其具有独立于占空比的开关特性,两个关断电压,即使对于第一个脉冲,也可使用负栅极驱动电压。


无线充电:当前市场的最大热点



无线充电有Qi和PMA两个标准。其中Qi标准由于得到了苹果等公司的支持,已经成为主流标准。意法半导体(ST)的一系列TX端产品也支持Qi协议,功率范围是2~15w。其中,以支持EPP规范的15W发射端控制器STWBC-EP为代表,该控制器的待机功耗仅16mW,端到端的效率能够达到80%。此外,位置检测、FOD、Q因数测量的功能也一应俱全。该产品集成有一个DC/DC升压转换器和控制器,还有Qi充电算法固件,开发者无需在设计中集成软件和使用额外微控制器,即可完成方案设计。STWBC-EP的架构让设计人员能够灵活地优化外部半桥及相关栅极驱动器,支持5~12V的电源电压,确保兼容USB快充。这款芯片还采用ST的独有技术,给用户更好使用体验。这些独有技术包括可以提升主动存在检测性能的ST专利技术,当一个兼容设备放在充电区时,这项技术可以快速唤醒系统。此项专利技术还能提升异物检测(FOD)性能,当含有金属的物体距充电器过近时,这项检测功能可以自动切断电源,防止过热现象发生。


Flex:板载电源的新技术



关键词:电源技术 前沿趋势 无线充电    浏览量:580

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