（文/程文智）近日，Power Integrations（簡稱：PI）宣布推出900V氮化鎵(GaN)器件，為InnoSwitch3系列反激式開關IC再添新品。新IC采用了PI特有的PowiGaN技術，可提供高達100W的功率，效率超過93%，因而無需散熱片，并可簡化空間受限型應用的電源設計。

InnoSwitch3設計還具有出色的輕載效率，非常適合在低功耗睡眠模式下為電動汽車提供輔助電源。符合AEC-Q100標準的InnoSwitch3-AQ產(chǎn)品系列特別適用于基于400V母線系統(tǒng)的電動汽車，而900V PowiGaN開關對于進行12V電池替代的系統(tǒng)可提供更大的功率和更高的設計裕量，并且效率高于硅基變換器。

據(jù)PI產(chǎn)品技術培訓經(jīng)理Jason Yan介紹，此次PI推出的新款PowiGaN產(chǎn)品包括900V InnoSwitch3-EP和InnoSwitch3-AQ兩個類別。其中InnoSwitch3-EP主要針對工業(yè)領域類應用，比如家電、三相電機和服務器中的輔助電源等應用，而且新的900V器件與現(xiàn)有的725V和750V InnoSwitch3-EP器件引腳相兼容，并提供更高的安全裕量，非常適合市電電壓不穩(wěn)的國家和地區(qū)；InnoSwitch3-AQ則主要應用于汽車當中。

值得一提的是，新款900V InnoSwitch3-EP和InnoSwitch3-AQ恒壓/恒流離線反激式開關IC采用同步整流、波谷開通的非連續(xù)導通模式(DCM)和連續(xù)導通模式(CCM)的反激式控制器。FluxLink?通信技術可使IC封裝位于安規(guī)隔離帶上，從而提高效率并省去光耦器。PowiGaN技術使InnoSwitch3-EP IC能夠在沒有散熱片的情況下提供高達100W（230VAC±15%條件下）的功率。InnoSwitch3-EP器件集成了多項保護特性，包括輸入過壓及欠壓保護、輸出過壓及過流限制以及過溫關斷。該系列器件提供標準輸出功率和峰值輸出功率選項。汽車級InnoSwitch3-AQ器件可以從400V母線提供100W的輸出功率，并且具備與800V電動汽車系統(tǒng)所用的廣受歡迎的1700V碳化硅InnoSwitch3-AQ IC類似的性能和保護功能。

12V鉛酸電池或被取消，InnoSwitch3-AQ可簡化汽車功率架構

在傳統(tǒng)燃油汽車當中，一般都會有一個12V的鉛酸電池來給汽車當中的風扇、娛樂系統(tǒng)、照明、轉向助力、車窗、泵，以及安全與通信系統(tǒng)等提供電源。即便到了現(xiàn)在的電動汽車當中，大部分的電動汽車也仍然有一個鉛酸電池存在。

使用12V鉛酸電池的電動汽車內(nèi)的功率架構如下圖所示，電流從AC充電口進來后，會進入集成的充電控制單元中，該單元包括AFE前端與DC/DC轉換模塊，也就是說集成的充電控制單元主要就是車載充電器，加上APU（輔助供電單元）。

從DC/DC高壓出來后，一部分電流會進入高壓功率配電模組（PDM），給高壓電池進行充電，或者給A/C壓縮機和客艙加熱的功能模塊供電；另一部分會進入APU，然后給12V鉛酸電池充電。

在高壓電池組，即電動汽車的動力電池內(nèi)部，會有BMS來負責高壓電池的管理、ECU、保險絲、Pyro、接觸器等，以實現(xiàn)在汽車發(fā)生故障的時候，讓動力電池與其他電路斷開，防止在撞車，或者汽車發(fā)生故障的時候，高壓對人身安全產(chǎn)生危險。

高壓電池則會連接逆變器，將直流轉換成交流，以驅(qū)動電機運轉。高壓電池除了連接逆變器，還會配備一個EPS（應急電源系統(tǒng)），保證在故障情況下，能實現(xiàn)逆變器驅(qū)動、保護電路的安全控制。畢竟有些情況下，如果供電電源不夠的畫，應急電源就會接入，給驅(qū)動和保護電路提供電力。

在Jason看來，此時的應急電源可以采用PI的InnoSwitch3-AQ，大概60W左右的電源就能滿足需求了。

Jason指出，在12V鉛酸電池主要用來給汽車中的低壓部分來進行供電，其最大的功率來自于轉向助力，可能會達到1.5kW~4kW。

這就是目前比較主流的汽車功率架構，但現(xiàn)在有一種趨勢，那就是將這個12V的鉛酸電池去掉，或者是將12V的電池體積縮小。12V電池的消除有利于減小車輛重量、節(jié)省空間、降低成本，以及降低維護要求（鉛酸電池的充放電次數(shù)一般在300次，用完需要更換）。

那么該如何去掉呢？Jason解釋說，“實際上，我們通常會用高壓的直流母線電池直接跟APU來相通，所以原來12V電池的地方會有一個APU。此時，我們會用到InnoSwitch3-AQ的一個電源，這個電源會達到100W，同時會有一個待機電源，它的輸出功率是在60到100W?！?br />
也就是說會有兩個APU，而且是并聯(lián)的，原因是轉向助力的時候會有峰值功率要求，用兩個APU可以實現(xiàn)冗余。采用這樣的方式就可以去掉12V鉛酸電池了。

當然，也有另外一個趨勢，那就是既然轉向助力是有峰值功率要求的，有些車企就考慮不用12V給它供電，二是用高壓來進行供電。目前有些歐洲車企已經(jīng)在往這個方面發(fā)展了。這樣就能將很大一部分原來低壓負載的功率轉移到了高壓負載里面去了，從而可以降低對APU的要求。

同時，Jason還介紹了一款基于InnoSwitch3-AQ的100W汽車用EPS解決方案。據(jù)他介紹，該解決方案非常之矮，可以做到超薄，而且是極低的元件數(shù)目，只需要80個元件。其輸入電壓范圍也很寬泛，為30~500V直流輸入，可輸出13.6V/6.5A。

更為關鍵的是，該解決方案能在負載范圍內(nèi)維持高效，比如在50%以上負載時，就可以做到大于93%的效率；在大于10%負載時，可以做到超過85%的效率。而傳統(tǒng)解決方案在大于10%負載時，效率也就做到70%左右。