1700V氮化镓开关IC开氮化镓技术之先河
近日， Power Integrations（PI）举办了新产品媒体沟通会，正式发布了其最新研发的InnoMux™-2系列单级、独立调整多路输出离线式电源IC。此次推出的新品不仅是PI在高压集成电路高能效功率变换领域的又一力作，更是目前业界最高耐压的氮化镓（GaN）开关IC。PI资深技术培训经理阎金光在会上详细介绍了这款产品的亮点和技术突破。
首创1700V额定耐压氮化镓
PI推出的这款InnoMux-2系列IC采用了公司独有的PowiGaN™技术制造，成为首款达到1700V额定耐压的氮化镓开关IC。阎金光表示，PI在不到两年的时间内实现了三项全球首创的额定耐压水平：900V、1250V以及现在的1700V。此次推出的1700V氮化镓开关IC——InnoMux-2，为氮化镓技术领域树立了全新的里程碑。这款IC不仅是首款，更是目前市场上唯一一款基于氮化镓的1700V开关IC，它能够提供卓越的高效率高压变换能力。这一突破性的耐压水平不仅进一步提升了氮化镓功率器件的先进性，还标志着PI在氮化镓技术研发方面的卓越实力。
在沟通会上，阎金光指出，这款1700V的InnoMux-2 IC能够在反激设计中轻松支持1000VDC额定输入电压。对于功率开关而言，其面临的关键挑战是两种损耗——导通损耗和开关损耗。相比传统的375VDC母线电压，要将效率提升到更高难度是很大的，PI成功实现了这一目标，并在多种应用中实现90%以上的效率。这些应用包括汽车充电器、太阳能逆变器、三相电表和各种工业电源系统等。
多路输出提升效能
这款新IC不仅耐压水平出众，还具备独立、精确的多路输出调整技术。每路输出的调整精度都控制在1%以内，无需使用后级稳压器，即可实现高精度的电源输出；同时将系统效率提升约10%，并具备高达70W的功率输出能力。这意味着在需要一个、两个或三个供电电压的应用场景中，用户可以获得更加稳定和可靠的电源供应，从而提升整体系统的性能。
阎金光解释说，对于多路输出系统来说，如果只有一个主输出带有反馈，辅助输出的稳压精度就会受到影响，这也就是通常大家所熟知的“交叉调整率”指标，因此往往需要增加第二级变换对输出精度进行调整。不过，在加入第二级后，会增加元件数量，同时会导致系统效率的降低以及EMI也会面临更大的挑战。
具有1700V PowiGaN开关的InnoMux-2为多路输出电源系统带来了革命性的高效率功率变换体验，由于采用每一路输出都进行反馈的单级变换架构，不仅能够实现高精度的输出调整，还大大简化了电路设计，减少了元件数量，并配备了全面的保护机制，可确保系统的稳定可靠运行。
上述优势极大地扩展了其应用领域，使其成为汽车充电器、太阳能逆变器、三相电表以及各类工业电源系统等场合替代成本高昂的碳化硅（SiC）晶体管的理想方案。他补充说，这款IC在汽车充电器和太阳能逆变器等高功率需求的场合中更具竞争力。
融合多项新技术
阎金光介绍说，1700V PowiGaN开关的InnoMux-2单级架构显著提升了多路输出效率。由于不使用后级稳压电路，有效消除了因后级级联的二次变换所产生的变换损耗。InnoMux-2还能精确控制2组或3组CV输出，在不同输入电压及负载条件下，实现±1%的精度。
InnoMux-2 IC还整合了PI的FluxLink™次级侧控制（SSR）数字隔离通信技术和几乎消除了开关损耗的不需要有源钳位的零电压开关（ZVS）技术。FluxLink™次级侧控制技术提供了高可靠性、高带宽和低延迟的数字隔离通信，使得电源管理更加智能化和高效化，实现了极快速的动态响应特性，同时也降低了系统的空载以及待机功耗。而ZVS技术则几乎消除了开关损耗，这对于高母线电压应用极其重要，在不需要使用传统的有源钳位设计的情况下，进一步简化了电路，优化了成本，提高了系统的可靠性。
阎金光解释说，所谓零电压开关技术就是通过精密的电路设计，在功率开关动作之前将其两端电压泄放到零。一旦检测到电压为零，系统便发出指令，执行开通动作。这种方式极大地减少了开通过程中的损耗，甚至可以降至零，从而进一步提升了整体效率。再者，由于损耗的降低，也可以降低器件的温升，从而在高母线电压应用中输出更高的输出功率。
成本优势与应用前景
阎金光表示，PI在不到两年的时间内，实现了三项全球首创的额定耐压水平：900V、1250V以及现在的1700V。这一系列的突破不仅展示了PI在氮化镓技术研发方面的领先地位，还为市场带来了更具成本效益的解决方案。
据Yole Group化合物半导体部门市场活动经理Ezgi Dogmus分析，1700V额定耐压大大高于任何其他市售的氮化镓HEMT（高电子迁移率晶体管）。到2029年底，功率氮化镓器件市场规模将达到20亿美元，并将扩展到各个应用领域。与碳化硅（SiC）器件相比，氮化镓器件的成本优势更具吸引力。
在汽车充电器和太阳能逆变器等领域，碳化硅器件一直占据主导地位。然而，随着氮化镓技术的不断发展和成本的不断降低，越来越多的应用开始转向氮化镓器件。PI的这款1700V氮化镓开关IC，凭借其高耐压、高效率、高精度和低成本等优势，有望在这些领域取代部分碳化硅器件，成为市场的新宠。
他补充说，对于输入电压308VAC的应用，如计算机CPU、MCU、DSP、通信设备、功能性电源以及电视机和显示器等，InnoMux2-EP系列也提供650/725/750V额定耐压的型号供选择。
让用户易于上手
据了解，目前，这款InnoMux-2 1700V IC已经正式供货。基于10,000片的订货量，单价为每片4.90美元。为了方便用户开发和应用，PI还同步推出了一份参考设计RDR-1053。这是一款60W双路输出（5V和24V）电源，用户可以从PI网站免费下载。
这份参考设计不仅为用户提供了完整的硬件设计方案，还包括了详细的软件代码和调试指南。通过这份参考设计，用户可以更加快速地了解和掌握这款新IC的使用方法和开发技巧，从而加速产品的开发和上市进程。
结语
PI此次推出的1700V氮化镓开关IC，无疑是氮化镓技术领域的一次重大突破。这款新IC不仅具备高耐压、高效率、高精度和低成本等优势，还整合了多项创新技术，为用户提供了更加可靠、智能和高效的电源解决方案。
随着氮化镓技术的不断发展和应用领域的不断扩大，PI将继续深耕这一领域，不断推出更多创新产品和技术，为用户创造更大的价值。同时，PI也将继续与业界伙伴合作，共同推动氮化镓技术的发展和应用，为全球能源转换和节能减排事业做出更大的贡献。