敢想敢做，PI推出业界首款1700V氮化镓开关IC

1932年，研究人员在George Herbert Jones实验室，将金属镓和氨在900℃至1000℃的高温下进行反应，成功合成了GaN材料。近一个世纪的时间里，氮化镓逐渐引领着功率变换领域的新一轮变革。

特别是Power Integrations公司近日推出的业界首款1700V氮化镓开关IC——InnoMux™-2系列产品，不仅刷新了氮化镓技术的耐压纪录，更是以其卓越的性能和广泛的应用前景，成为了电源管理领域的遥遥领先者。

氮化镓逐渐成为王者

最佳开关电源技术覆盖从十瓦至一兆瓦的广泛功率范围，不同技术对应着不同的典型应用场景，如手机、平板电脑、冰箱、压缩机、车载充电机以及风电和高压直流输电（HVDC）系统等。在生产生活中我们能够感受到，在100瓦级应用领域，氮化镓技术已占据主导地位，特别是在多功能适配器市场中，氮化镓适配器能够同时为笔记本电脑和其他移动设备充电，已广泛替代传统硅技术产品。展望10千瓦级应用，氮化镓技术正逐步取得优势，其目标市场不仅限于传统硅技术，还包括碳化硅技术。这一趋势正在持续扩展，氮化镓的应用范围不断拓宽。

在10千瓦级超高电压的应用中，PI公司的新设计已开始采用氮化镓技术，而传统市场则主要依赖MOS管、硅基或碳化硅技术。随着氮化镓技术的渗透，这些旧有方案正面临挑战。据介绍，当功率达到100千瓦时，氮化镓将主要替代IGBT或碳化硅技术，现有市场格局正遭受其侵蚀。而在低于十瓦的应用中，氮化镓虽未全面获胜，但已局部取得优势。这主要是因为氮化镓器件的生产良率在极小尺寸下难以控制，导致成本上升。然而，氮化镓器件在高压应用中表现出色，特别是在反激电源中，其能耐受高达1700V的电压，这在汽车充电和工业应用中的雷电冲击等动态高压场景下尤为重要。氮化镓的这一优势使其在这些应用中相比传统硅器件具有更高的可靠性。

揭开InnoMux™-2的技术面纱

PI从2022年推出了900V PowiGaN产品到如今推出1700V的PowiGaN产品，短短2年时间里PI不断突破氮化镓产品的耐压能力，致力于帮助客户用氮化镓开关来替代高能耗的传统硅器件以及昂贵的碳化硅产品。InnoMux™-2以其前所未有的耐压能力，为功率变换领域树立了新的标杆。

高效能与低功耗

在追求高效与节能的当下，InnoMux™-2在1000VDC母线电压下，能够实现高于90%的效率，并通过三路精确调整的输出提供高达70W的功率。相比传统硅器件，它不仅可以显著降低开关损耗，还能减少系统元件数量，简化电路结构，从而进一步提升整体效率。据PI技术培训经理JasonYan介绍，这一性能的提升，得益于氮化镓材料本身的低损耗特性和采用PI独特的单个初级开关控制架构。

高精度的多路输出

对于多路输出电源而言，输出电压的稳定性和精度至关重要。InnoMux™-2采用了单级架构，无需后级稳压器，即可实现每路输出调整精度控制在1%以内的卓越性能。这一特点使得它在汽车充电器、太阳能逆变器、三相电表和各种工业电源系统等应用中，能够更准确地满足各类负载的需求，提高系统的稳定性和可靠性。

独特的ZVS技术

此外，开关损耗是电路设计中难以避免的情况，因此InnoMux™-2集成了零电压开关（ZVS）技术。据介绍，零电压开关技术，是指在开关动作之前，先通过特定电路使电路两端的电压降至零。一旦检测到电压已降为零，随即发出指令，促使开关进行闭合操作。这一创新技术可以显著降低开关过程中的开通损耗，进一步提高系统效率。同时，InnoMux-2使用的次级侧实现的ZVS技术还使得电路更加简化，降低了元件数量和成本，提升了系统的整体性能。

灵活的封装模式

InnoMux™-2系列产品有两种封装模式——C封装和F封装，两种封装的选择取决于应用电压输入范围。从外观上可以看出最大区别是爬电距离的宽窄，C封装更适用于375V母线电压输入范围的场景，F封装应对更高的母线电压的使用需求。据介绍，目前面对所有的消费类的电子都是这种C封装足够使用。但如果面对类似于家电这种使用环境，内部可能会有湿气潮气以及灰尘进入的情况，再加上更高的母线电压，F封装可以避免脏污环境导致的高压与低压引脚之间出现的拉弧放电现象，从而增强电源的可靠性。

技术背后的创新与突破

InnoMux™-2的成功推出，背后凝聚着PI公司多年来的技术积累和不断创新的精神。从2018年开始，PI公司便开始在氮化镓技术领域进行深入研究，并相继推出了900V、1250V等系列产品。每一次产品的推出，都是对技术的一次突破和升级。而1700V氮化镓开关IC的推出，更是将氮化镓技术的应用推向了一个新的高度。

在技术创新方面，PI公司不仅注重材料的选择和制造工艺的优化，还致力于控制技术的创新和升级。通过引入FluxLink™次级侧控制（SSR）数字隔离通信技术、零电压开关（ZVS）技术等创新技术，InnoMux™-2在提高效率、降低成本、增强稳定性、可靠性等方面取得了显著成效。

1700V氮化镓电源开关IC的面世，不仅标志着氮化镓技术在功率变换领域取得了新的突破和成就，也为我们开启了一个高效、节能、环保的电源管理新时代。