充電頭網獲悉，近期珠海镓未來科技針對中國國标強制法規GB 20943以及歐洲電工标準化委員會IEC 61000-3-2的要求，采用自研的G1N65R150TA和G1N65R050TB兩款低動态内阻Cascode氮化镓器件，搭配瞻芯電子IVCC1102晶片，率先實作了700W智能混合信号無橋圖騰柱 PFC +LLC量産電源解決方案，其滿載效率高達96.72%， 符合80PLUS钛金能效。
氮化镓用于圖騰柱PFC
作為幾乎完美的高功率因子電路，設計人員使用4顆MOSFET集合了整流和PFC的功能，将元器件數量減少的同時，也将整流環節效率提升。可是，傳統Super Junction MOSFET管存在寄生三極管， 當DV/DT過高時，易使寄生三極管導通，引起雪崩擊穿。
同時Super Junction MOSFET存在體二極管反向恢複帶來的直通電流和損耗問題，是以當主管在大電流快速開啟的時候，副管的反向恢複電荷Qrr造成的瞬态電流能直接把MOS燒毀。而為了解決這個問題，隻能采用非連續的CRM模式，讓電流降為0的時候再開啟，代價就是平均電流、功率隻有原來的一半。
而GaNext GaN就可以完美解決以上問題。GaN導電原理是通過氮化镓和鋁镓氮兩層之間的壓電效效應形成的二維電子氣導電的，不但沒有體二極管和寄生三極管，不會發生DV/DT失效模式， 而且具有其他優越的性能。在以上表中可以看到，跟Super Junction MOSFET相比，氮化镓的Qg和輸出電容都是其五分之一。
GaN的Qrr是Super Junction MOSFET的200分之一！哪怕是跟專門用于快恢複的Super Junction MOSFET相比，Qrr性能也是要好10倍以上。這意味着GaN 使得圖騰柱PFC可以工作在連續電流模式提高效率的同時保持高功率密度，實作接近理想轉換效率。
珠海镓未來科技采用GaN器件無橋圖騰柱PFC方案，設計上去除了輸入整流橋固有的Vf損耗，解決了傳統FPC線路效率無法提升的問題。同時通過Cascode GaN的應用，解決圖騰柱PFC MOSFET反向恢複電荷Qrr過高的隻能采用CRM工作模式的問題。用具有極低等效Qrr的Cascode GaN器件，使得PFC可以工作在連續電流模式提高效率的同時也不犧牲功率密度，實作高達99.1%的轉換效率。
镓未來700W GaN電源關鍵參數
镓未來這套700W GaN電源方案功率密度可達14.7W/in ，适合工作在0-40℃溫度環境下，支援90-264V~50/60Hz全球寬範圍電壓輸入，可在40V-56V調壓輸出，最大恒流13A，最大輸出功率700W。滿載效率≥96.72%，輸出電壓紋波＜300mV。
另外電源采用三腳插口，做了接地處理避免使用者觸點，提升使用體驗；三圍尺寸（帶塑膠外殼）僅260mm X 75mm X 40mm，表面溫升低于50℃，符合IEC 62368-1标準，EMI标準符合EN55032 CE & RE Class B，支援TSD、OLP、OVP、OCP、SCP、Open Loop等保護。
镓未來700W GaN電源整機能效對比市面上普通在售SI MOS産品，半載測試下提高了接近2%的轉換效率，在滿載情況下提高了接近1.3%的轉換效率。節能提升了38.72%，預計可以為每台單電源裝置年節省80-120度電。
以上為镓未來700W GaN電源電路拓撲圖示，供大家參考。
溫升測試
上圖為镓未來700W GaN電源方案在無散熱片情況下，25℃環境溫度下 110V/60Hz裸機連續運作1 小時的熱成像圖。可以看出，得益于GaNext優異的GaN器件性能以及成熟的可靠性設計方案。700W GaN LED驅動電源裸闆正面的最大實測溫度僅為88.8℃。
镓未來GaN器件優勢
珠海镓未來科技G1N65R150TA和G1N65R050TB，相容SuperJunction驅動，在25℃環境溫度下動态内阻不超過150mohm和50mohm，提供TO-220、TO-247插件封裝。以其強壯的抗幹擾能力和簡易的驅動方式，助力使用者實作簡潔高效的150W-1500W電源方案。
更低動态電阻，提高轉換效率
在高壓應用中，盡管氮化镓器件可以大大降低開關損耗，但往往存在一個對導通損耗不利的特性，稱為動态内阻。從高壓阻斷狀态變化成導通狀态後的一小段時間，氮化镓器件不能立刻工作到長時間導通的内阻狀态（靜态内阻），此時的阻值高于靜态内阻。
市面上普通增強型氮化镓器件動态内阻比靜态上浮30%左右，尤其是在150℃結溫時，動态内阻往往高達25℃結溫時靜态内阻的250%。G1N65R150TA和G1N65R050TB采用特殊工藝，動态内阻得到降低，25℃結溫時動态内阻為标稱值150mohm和50mohm，150℃結溫時僅為25℃結溫時的1.5倍，有效的降低了導通損耗，滿足了150W-3600W電源的苛刻散熱要求。
更高栅極耐壓，從容應對多種控制器方案
相别于普通增強型氮化镓功率器件不超過7.5V的栅極耐壓，镓未來的所有氮化镓産品栅極可以耐受的極限電壓高達20V，這就可以相容用于驅動超結器件的控制器。這些控制器的驅動電壓通常為12V，如果用于驅動普通增強型氮化镓器件，需要增加分壓阻容網絡和鉗位齊納二極管，驅動線路多達8個器件。而采用镓未來的氮化镓器件，驅動線路僅需一個電阻和一個磁珠，或3個電阻及一個二極管，與傳統矽超結器件相同，簡潔的外圍電路有效降低了占用的PCB面積，特别适合小尺寸的快充設計。
更高門檻值電壓，避免誤導通
普通增強型氮化镓的門檻值電壓通常為1.5V，這與矽超結器件（典型值一般在3V左右）相比，其抗噪聲幹擾能力降低，增加了誤導通的風險了。是以産品封裝和Layout處理起來相對比較麻煩，需要盡可能減少源極寄生電感的影響。G1N65R150TA和G1N65R050TB将開通門檻值電壓提高到了3.5V, 可以有效降低栅極噪聲帶來的誤導通風險，電源産品設計更為容易。
總結
珠海镓未來科技是國内領先的氮化镓功率器件生産企業，緻力于高性能級聯結構氮化镓産品的研發和生産，使用特殊的內建技術結合了矽器件的易用性和氮化镓器件的高頻率高效率的特點，實作十瓦至萬瓦級高功率密度電源解決方案。
據悉，镓未來G1N65R150TA和G1N65R050TB已經正式量産，基于這兩款器件開發的700W氮化镓器智能混合信号無橋圖騰柱 PFC +LLC 電源量産方案，可實作了80PLUS钛金能效，滿載轉換效率高達96.72%。
有需求的夥伴可以與镓未來科技聯系，擷取更多産品詳細資訊。