一、背景
氮化鎵(GaN)憑藉著高效率、高功率密度和快速開關的優勢,在消費類(快充、手機、LED)、汽車雷射雷達、數據中心等領域迅速崛起。據TrendForce《2023 GaN功率半導體市場分析報告》顯示,全球GaN功率元件市場規模將從2022年的1.8億美金成長到2026年的13.3億美金,復合增長率高達65%。在快充領域,Trendforce預計2025年氮化鎵的滲透率也將超過50%。
從技術演化的角度來看,在65W以下的快充和適配器領域GaN驅動技術經歷了幾個階段:
1、初期:
使用矽基驅動器配合外部電路驅動GaN
2、過渡期:
採用專用的GaN PWM控制器驅動GaN
3、當前主流:
65W以下廣泛採用PWM控制器與GaN集成的技術
然而,隨著技術的不斷發展,業界仍然面臨著一些挑戰:
1、驅動問題:
由於GaN的特性,驅動器的設計和驅動電路的布局變得非常關鍵。必須確保安全、高效的驅動方式,以避免驅動震盪引起可靠性和EMI問題。
2、散熱問題:
系統在低電壓輸入(Low Line)時的散熱瓶頸,需要進一步提升效率。
3、集成度問題:
進一步縮小體積,提高集成度,以滿足小型化需求。
為了應對這些挑戰,業界已經採取了一些技術措施:
1、設計專門的GaN PWM驅動器,並和GaN集成以最小化驅動環路;
2、引入電流無損檢測電路;
3、提高集成度,將GaN驅動器、GaN功率器件和無損電流檢測集成在一起。
二、五合一GaNControl PWM 晶片:MK2706
在這樣的行業背景下,茂睿芯推出了集成化程度更高的五合一GaNControl PWM 晶片MK2706,進一步提升了集成度和功率密度,並且實現:無損檢測、安全驅動。
三、MK2706 核心功能
MK2706是基於茂睿芯廣受客戶認可的四合一MK2789系列產品開發而成。MK2789系列已經集成了QR PWM控制器、驅動器、GaN功率器件和寬範圍VCC供電。新一代產品MK2706在此基礎上,最終實現高效率、高功率密度、高可靠性和低成本的PD解決方案。
四、MK2706 產品優勢
1、節省損耗
無損檢測節省損耗和對效率影響計算:
2、安全驅動
3、簡化外圍電路設計
五、MK2706 系統板實測
為了驗證GaNControl技術的實際表現,我們進行了系統板測試:
1、原理圖與PCB布局
整個ACDC功率級原邊只有11個貼片電阻、7個貼片電容。貼片原件都放置於PCB背面,外圍電路十分簡單明了。
2、效率測試
- MK2706 輸入電壓90V時滿載效率可達93%
結語
秉承"關注客戶需求,尋求客戶滿意"的服務宗旨,茂睿芯始終致力於開發能夠真正幫助客戶的產品,這款65W集成GaN 的AC/DC轉換器MK2706的設計初衷正是為了讓客戶能夠更省錢、省事、省心!
茂睿芯堅信具有無損檢測、安全驅動的高度集成五合一晶片方案將進一步推動PD快充工程技術發展。我們將以MK2706為起點持續挖掘客戶需求,堅持創新,推出更多實惠、高效且可靠的晶片產品!