近年來,隨著電源功率的增加,傳統矽基(Si)功率裝置的實體瓶頸愈發明顯。如何在提升功率的同時,降低發熱、縮小體積、減少成本,已成為半導體產業廣泛關注的核心議題。第三代寬禁帶半導體材料應用逐渐导入消费电子领域,大大幫助廠商設計高功率密度電源產品。其中碳化矽(SiC)半導體在功率元件領域具備更高的擊穿電壓、更大的電流承受能力和更寬的溫度適應範圍,且內阻溫度漂移極小、熱穩定性及可靠性皆優於傳統矽(Si)元件。傳統工業級中大功率電源應用中,因考量能源效率及電源品質要求而需要功率因數修正(PFC)控制器,若又要搭配碳化矽(SiC)半導體,通常需要加上額外的專用驅動晶片及需要考慮上電時序等諸多問題,難以在小體積系統中簡易實現整合。
當中大功率電源進入95%以上高效率時代,功率因數修正(PFC)單元的競爭已不再只看減少對電網的諧波污染(符合EMC標準)及使輸入電流與電壓波形同步(提高功率因數)的電網接口基本要求,而是轉向更高效率與整體系統效能的全面優化的關鍵趨勢。因此,通嘉科技近期推出可直驅碳化矽(SiC)半導體的臨界導通模式(BCM)功率因數修正(PFC)控制器LD7597C,將有效降低了選用碳化矽(SiC)半導體到既採拓撲時的設計門檻。對高功率密度及高效率電源相關產品線要求下,開發者可以快速完成樣機驗證與效能評估,減少外部閘極驅動、電磁相容調試與保護邏輯驗證所耗費的人力與時間成本,加快樣機迭代與量產準備。下圖為LD7597C基礎設計應用原理圖。

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圖一 LD7597C應用電路圖

 

根據通嘉科技(Leadtrend)針對 200W(400V/0.5A)評估板的實測對比,LD7597C 芯片在直接驅動190mΩ碳化矽(SiC)MOSFET時,展現出優於傳統180mΩ超級結(Super Junction) MOSFET的技術優勢。除芯片功耗顯著減少(約-30%)外,當電源系統達到熱平衡後,更能提升總效率(約+0.7%),並讓元件表面溫度降低(約-10°C)。此數據證實碳化矽(SiC)方案在高功率密度與高溫應用環境中,具有卓越的能效及熱管理與可靠性表現。

通嘉科技致力於ACDC中大功率電源應用的完整解決方案的創新及研發,是業界少數有能力可同時提供ACDC電源管理晶片/同步整流IC/協議控制晶片整體方案的企業。通嘉科技一站式(Total Solution)晶片設計,將為客戶提供高密度(體積小、攜帶方便)、相容性高(可充帶USB-C介面手機、平板、筆電)、安全快速充電(可變換輸出電壓、電流及功率)的真實體驗。通嘉科技持續為客戶提供更優異的電源完整解決方案,助力其產品能在市場中保持領先地位,同時也將實踐通嘉『綠色電源,珍愛地球』的願景。

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