ปฏิวัติวงการสินค้าอุปโภคบริโภค: โซลูชัน GaN ประสิทธิภาพสูงสำหรับพาวเวอร์แบงค์ 150 วัตต์

การเกิดขึ้นของเทคโนโลยีแกลเลียมไนไตรด์ (GaN) ได้ปฏิวัติวงการ ตลาดสินค้าอุปโภคบริโภคโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มพาวเวอร์แบงค์ประสิทธิภาพสูง เนื่องจากความต้องการในการชาร์จสำหรับแล็ปท็อป แท็บเล็ต และสมาร์ทโฟนเพิ่มขึ้น ชิป GaN จึงมอบการผสมผสานที่ลงตัวระหว่างความหนาแน่นของพลังงานสูงและขนาดกะทัดรัด

ข้อได้เปรียบของ GaN ในพาวเวอร์แบงค์

MOSFET ซิลิคอน (Si) แบบดั้งเดิมมีข้อจำกัดเรื่องการสูญเสียพลังงานขณะสวิตช์ที่สูงกว่าและขนาดที่ใหญ่กว่า ในทางตรงกันข้าม อินโนแกน ชิปมีข้อดีที่สำคัญหลายประการสำหรับการออกแบบพาวเวอร์แบงค์สมัยใหม่:

การกู้คืนย้อนกลับเป็นศูนย์: แตกต่างจาก Si MOSFETs ทรานซิสเตอร์ GaN แบบ enhancement-mode ไม่มีตัวพาประจุส่วนน้อย ส่งผลให้ประจุการฟื้นตัวย้อนกลับเป็นศูนย์ (คิวอาร์)วิธีนี้ช่วยลดการสูญเสียพลังงานระหว่างการสลับสวิตช์ได้อย่างมาก

ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น: โซลูชันที่ใช้ GaN เช่น บอร์ดสาธิต Buck-Boost 150W สามารถบรรลุประสิทธิภาพสูงสุดได้ถึง 98.1%.

รูปทรงกะทัดรัดเป็นพิเศษ: อุปกรณ์ GaN เช่น INN040FQ043A มีขนาดบรรจุภัณฑ์โดยประมาณ ขนาด 1/4 ของ Si MOSFET ที่เทียบเคียงได้. これにより ผู้ผลิตสามารถสร้างพาวเวอร์แบงค์ขนาด 150 วัตต์ที่พกพาสะดวกใส่กระเป๋าเสื้อหรือกระเป๋าแล็ปท็อปได้.

การทำงานที่ความถี่สูง: เนื่องจาก GaN มีประจุเกตต่ำกว่า (คิว_จี) และความจุปรสิต (ซีไอเอส และ ซีอาร์เอส) สามารถทำงานได้ที่ความถี่สูงสุดถึง 1200kHzความถี่ที่สูงขึ้นช่วยให้สามารถใช้ตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุที่มีขนาดเล็กลง ส่งผลให้ขนาดโดยรวมของอุปกรณ์เล็ลงไปอีก

การนำไปใช้งาน: โซลูชัน Buck-Boost 150 วัตต์

สำหรับพาวเวอร์แบงค์ความจุสูงที่ใช้กับ "อัลตร้าบุ๊ก" และโน้ตบุ๊กนั้น... โทโพโลยี Buck-Boost แบบซิงโครนัสสี่สวิตช์ มักถูกนำมาใช้.

ผลงาน: โมดูลเหล่านี้รองรับช่วงแรงดันไฟฟ้าขาเข้า 12V-24V และให้แรงดันไฟฟ้าขาออกที่ปรับได้ตั้งแต่ 3.3V ถึง 19.2V ที่กระแสสูงสุด 12A.

การจัดการความร้อน: เพื่อรักษาความน่าเชื่อถือ การออกแบบต้องเพิ่มพื้นที่ผิวทองแดงที่เชื่อมต่อกับแผ่นระบายความร้อน GaN ให้มากที่สุด เพื่อปรับปรุงการระบายความร้อน

พันธมิตรด้านการผลิตและเทคโนโลยีขั้นสูง

การพัฒนาและการบูรณาการโซลูชันด้านพลังงานขั้นสูงเหล่านี้ได้รับการสนับสนุนจากสิ่งอำนวยความสะดวกที่ทันสมัยในศูนย์กลางเทคโนโลยีของจีน บริษัทต่างๆ เช่น บริษัท เจียงซู กวนหลง อินทิเกรต เทคโนโลยี จำกัด มีบทบาทสำคัญในระบบนิเวศของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ โดยให้ความเชี่ยวชาญทางเทคนิคที่จำเป็นสำหรับโครงการบูรณาการระดับสูง

ตั้งอยู่ที่ ห้อง 208-946 จางเจียกัง FTZ มณฑลเจียงซู 215634 จีนศูนย์กลางเหล่านี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วและการผลิตจำนวนมากของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคที่ใช้ GaN ทำให้มั่นใจได้ว่าพาวเวอร์แบงค์รุ่นต่อไปจะมีขนาดเล็กลง เร็วขึ้น และมีประสิทธิภาพมากขึ้นกว่าที่เคยเป็นมา

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบสำหรับวิศวกร

ในการออกแบบโดยใช้ InnoGaN แรงดันสูง (HV) วิศวกรต้องคำนึงถึงแรงดันเกณฑ์เกตที่ต่ำกว่า (วี_ธ) เมื่อเปรียบเทียบกับซิลิคอน. แรงดันไฟฟ้าที่แนะนำสำหรับการขับเคลื่อนคือ 6V ถึง 6.5V เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ. นอกจากนี้ การลดค่าความเหนี่ยวนำปรสิตให้น้อยที่สุดด้วยการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ที่แน่นหนาเป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันการเกิดสัญญาณรบกวนและการสูญเสียที่ไม่คาดคิด.