No mundo eletrónico de hoje, são necessários conversores de energia, desde dispositivos médicos, carregadores de telemóveis e portáteis até fontes de alimentação auxiliares.tensões de entrada variáveis, e protocolos de carregamento inteligentes complicam os projetos de potência e conversor e exigem uma maior eficiência energética.
Na última década, surgiram novas tecnologias de comutação que utilizam circuitos integrados (IC) em chip de nitruro de gálio (GaN).Assim, os projetistas de conversores de potência enfrentam desafios e soluções.
O semicondutor GaN tem uma faixa muito larga; a 3,4 eV, a faixa é mais de três vezes a de um semicondutor de silício.Os semicondutores GaN podem operar a tensões e temperaturas mais elevadas até + 400 ° C, tornando-os adequados para aplicações de maior potência, em frequências mais elevadas e em aplicações de radiofrequência (RF) e 5G.
Em aplicações de conversor de potência, o IC GaN otimiza perdas relacionadas a transistores, como impedância de série (RDS (ON) e capacitância paralela (COSS) em uma dimensão geral menor do que o IC de silício.Dentro da mesma área que o IC de silício, o GaN IC pode lidar não apenas com frequências mais altas, mas também com menos calor.
No entanto, o controle de transistores GaN pode ser complicado. The ability of this type of transistor to withstand high frequencies means that the control driver must be physically close to this transistor in order to eliminate delays and effectively reduce the switching speed of this transistor to avoid unnecessary electromagnetic interference (EMI). Power converter designers using GaN eliminate these challenges by using a single device that combines a high voltage power switch for the primary side (input) with a control IC for the secondary side (output) and a feedback circuit.
Características pormenorizadas da operação do interruptor
A Power Integrations utiliza os seus produtos PopwiGaNTM Technical InnoSwitch3 e desenvolveu várias séries de tais dispositivos de embalagem. InnoSwitch3-CP series transfer switch IC (Figure 1) uses a quasi-resonant (QR) anti-excitation controller to provide a constant voltage (CV)/constant current (CC) output to achieve a constant power (CP) curve.
Os lados primário e secundário deste IC são electricamente isolados,mas a tensão de saída e as informações de corrente são transmitidas do controlador secundário para o controlador primário através de acoplamento indutivoA tecnologia de comunicação FluxLink fornece informações rápidas e precisas para resposta transitória de carga rápida e frequências de comutação de até 70 kHz.
Inovações de energia InnoSwitch3-CP Series Switch-over Switch IC
Figura 1: Os controladores primários e secundários da série InnoSwitch3-CP transfer switch IC são eletricamente isolados, mas o feedback pode ser compartilhado através de uma ligação de fluxo (linha pontilhada).Inovações energéticas)
Os circuitos integrados da série InnoSwitch3-CP gerem potência de 50 W a 100 W sem a necessidade de um dissipador de calor, reduzindo o volume total da fonte de alimentação.Estes componentes têm uma tensão nominal de funcionamento contínua de 650 V, mas podem suportar sobretensões de até 750 V.
Para fontes de alimentação que utilizam circuitos integrados da série InnoSwitch3-CP, a eficiência energética é de 94% dentro da faixa de carga admissível, enquanto os interruptores à base de silício têm uma eficiência energética de aproximadamente 90%.A série InnoSwitch3-CP não é apenas eficiente em termos energéticos, mas também tem um consumo de energia extremamente baixo (menos de 30 mW), o que ajuda a cumprir as regulamentações globais de eficiência energética.
Para garantir a segurança e prolongar a vida útil dos componentes, o circuito integrado da série InnoSwitch3-CP fornece isolamento galvânico reforçado de 4000 VAC entre os lados primário e secundário,Conforme o Regulamento (CE) n.o 765/2008Outras funções de segurança incluem a detecção e resposta a transistores de efeito de campo do retificador síncrono (SR FET) de circuito aberto de porta,sub-voltagem ou sobrevoltagem da linha de entradaO controlador de circuito integrado também limita a sobrecorrente e desliga-se antes de ocorrer o superaquecimento.
Os circuitos integrados da série InnoSwitch3-EP (Figura 2) são semelhantes aos circuitos integrados da série InnoSwitch3-CP. Estes circuitos integrados não são otimizados para uma única potência de saída constante,mas usar a tecnologia de regulação lateral secundária ponderada (SSR) para calcular a média das tensões de saída de vários canais em sinais de controle.