作為一種新興的半導體材料，GaN材料的特性非常好，具有高熱導率、化學穩定性好、直接帶隙、強原子鍵等性質，適用于很多的應用，GaN材料是研制微電子器件、光電子器件的新型半導體材料，在高溫大功率器件和高頻微波器件應用方面有著廣闊前景，尤其是在功率器件方面，比如GaN技術的優勢很大，比如 LED驅動器IC和AC－DC變換器IC。功率器件就是進行功率處理的器件，具有處理高電壓、大電流能力的半導體器件，通常情況下，功率器件需要進行變頻、變壓、變流、功率管理等處理，功率器件在計算機、通訊、工業、消費電子、汽車等領域均有應用。
相對于MOSFET的硅功率器件相比，基于GaN的功率器件具有更高的效率和更強的功耗處理能力，這些優勢是當下高功耗、高密度系統等所需要的。作為高壓電源轉換領域半導體技術的知名創新者，Power Integrations公司的產品是清潔能源生態系統內的關鍵組成部分，可實現新能源發電以及毫瓦級至兆瓦級應用中電能的有效傳輸和消耗。近日，Power Integrations發布基于氮化鎵的InnoSwitch3 AC－DC變換器IC以及推出的全新LYTSwitch－6 LED驅動器IC均采用了PowiGaN技術，可提供優異的功率密度和效率。Power Integrations資深技術經理閻金光（Jason Yan）對OFweek等多家媒體介紹了LYTSwitch－6 LED驅動器IC以及InnoSwitch3 AC－DC變換器IC產品，下面是關于產品的一些特點。
基于氮化鎵的InnoSwitch3 AC－DC變換器IC
InnoSwitch3 AC－DC變換器IC可在整個負載范圍內提供95％的高效率，并且在密閉適配器內不使用散熱片的情況下可提供100 W的功率輸出，這一突破性的性能提升源自內部開發的高壓氮化鎵開關技術。Jason Yan提到，準諧振模式的InnoSwitch3－CP、InnoSwitch3－EP和InnoSwitch3－Pro IC在一個表面貼裝封裝內集成了初級電路、次級電路和反饋電路。在新發布的系列器件中，氮化鎵開關替換了IC初級的常規高壓硅晶體管，這可以降低電流流動期間的傳導損耗，并極大降低工作時的開關損耗。這最終有助于大幅降低電源的能耗，從而提高效率，使體積更小的InSOP－24D封裝提供更大的輸出功率。
在實現高效率和小尺寸方面，氮化鎵是一項明顯優于硅技術的關鍵技術，預計眾多電源應用會從硅晶體管快速轉換為氮化鎵，InnoSwitch3已成為離線開關電源IC市場當之無愧的技術先行者。InnoSwitch3－CP和InnoSwitch3－EP的電源特性可以通過改變硬件參數的方式進行配置，而InnoSwitch－Pro集成先進的數字接口，可通過軟件實現對恒壓和恒流的設置點、異常處理以及安全模式選項的控制。
InnoSwitch3 IC可用于對尺寸和效率有較高要求的應用，如非原裝USB PD適配器，高端手機充電器和其他移動設備，筆記本適配器，對尺寸和效率有較高要求的應用（家電、電視機、服務器待機電源、一體機電腦、視頻游戲機），應用所要求的特點受益于InnoSwitch的產品特性，但需要更高的輸出功率。
保證產品使用的一致性、連貫性及易于使用特性，InnoSwitch3 IC是簡單的反激式電路拓撲結構，無論采用硅晶體管的還是采用PowiGaN開關的InnoSwitch3 IC均使用相同的開關電源設計流程，相同的開關頻率，根據輸出功率的不同選取相應的外部電路元件，InnoSwitch3 IC的開關波形極為相似，無異常的電路特性表現及增加特別的設計考量，同時，EMI采用標準技術考量，ESD與硅器件相比沒有區別。Power Integrations資深技術經理閻金光（Jason Yan）表示，Power Integrations全新的InnoSwitch3 IC現已開始供貨，基于10，000片的訂貨量每片單價為4美元。Power Integrations網站提供了五款新的參考設計，均為輸出功率介于60 W到100 W的USB－PD充電器，此外還提供了自動化設計工具PI Expert?以及其他技術支持文檔。
全新的LYTSwitch－6 LED驅動器IC有何亮點？
功率器件的應用越來越廣泛，同時要求也在增強，比如市場對功率器件的環保要求增加，低碳生活意味著低功耗，對于AC－DC變換器IC與LED驅動器IC而言，設計者需要考慮到產品的功率密度和效率。據Jason Yan介紹，新的LYTSwitch－6 IC具有極高的效率，無需使用散熱片即可大幅減小鎮流器的尺寸和重量，并降低對驅動器周邊風冷環境的要求。750 V PowiGaN初級開關可提供極低的RDS（ON），并降低開關損耗。相較于常規方案，這一改進結合LYTSwitch－6現有的諸多特性，可使功率轉換效率提高3％，進而減少三分之一以上的熱能浪費。LYTSwitch－6 IC采用PowiGaN技術，可提供無損耗電流檢測，有助于提高效率。LYTSwitch－6產品系列的新器件仍保留了快速動態響應等優勢，可為并聯LED燈串提供優異的交叉調整率，并且無需額外的二次穩壓電路，同時還支持無閃爍系統工作。這些優勢可以保證更加易于實現使用脈寬調制（PWM）接口的調光應用。
使用PowiGaN開關增大了該產品的輸出功率范圍及擊穿電壓范圍
在多數情況下，功率器件是用來控制電流的通過和截斷，當電流通過時，這個理想開關兩端的電壓降為零，當電流截斷時，這個理想開關兩端可以承受的電壓是任意大小。如今的的功率器件已經具有很好的性能，在要求電壓電流處理范圍內，可以接近一個理想開關。先進的氮化鎵（GaN）技術可大幅提高功率和效率，這給氮化鎵功率器件發展創造了條件。GaN具有極快的開關速度和優異反向恢復性能，在低損耗、高效率應用場合優勢明顯。Jason Yan表示，使用PowiGaN開關的LYTSwitch－6 IC 實現大于100 W的輸出功率，基于硅晶體管的LYTSwitch－6產品在高達65 W的應用當中非常有效，PowiGaN開關提供更大的輸出功率單位面積的RDS（ON）更小開關損耗更低LYTSwitch－6 PowiGaN 器件LYT6079C高達100 W輸出功率，LYT6070C高達110 W輸出功率。采用PowiGaN技術的全新LYTSwitch－6 IC的高效率設計特別適合智能家用和商用照明以及薄型天花板凹槽燈應用。
GaN開關技術是功率轉換的未來
GaN是一種高電子遷移率晶體管，這就意味著GaN器件的臨界電場強度大于硅，如果給它們相同的片上電阻和擊穿電壓，GaN的尺寸更小。大功率密度的LYTSwitch－6設計可減小LED驅動器的高度和重量，這對于空間受限且密閉的鎮流器應用而言至關重要。Power Integrations資深技術經理閻金光（Jason Yan）表示，PowiGaN開關更具實用性，PowiGaN開關優于硅晶體管開關電源更加高效、溫升更低、體積更小在高功率應用當中引領“無散熱片”設計的設計趨勢。他繼續說道，GaN開關技術是功率轉換的未來，PowiGaN開關集成于IC內部并提供可靠的保護控制器、驅動器、PowiGaN開關、保護電路及SR控制集成在一個器件以內更高的效率工作方式與其它LYTSwitch－6器件相同。目前，基于GaN的LYTSwitch－6 LED驅動器IC現已開始供貨。