來(lái)源：電子研習(xí)社

半導(dǎo)體器件作為現(xiàn)代電子技術(shù)的核心元件，廣泛應(yīng)用于集成電路、消費(fèi)電子及工業(yè)設(shè)備等場(chǎng)景，其性能直接影響智能終端與裝備的運(yùn)行效能。以氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）為代表的第三代寬禁帶半導(dǎo)體，憑借高功率密度與能效優(yōu)勢(shì)，正推動(dòng)電子設(shè)備技術(shù)革新。

本次評(píng)測(cè)對(duì)象為搭載了芯干線前沿技術(shù)的氮化鎵與碳化硅的100W電源適配器方案（12V/8.33A），將重點(diǎn)測(cè)試轉(zhuǎn)換效率、開(kāi)機(jī)延遲及掉電保持時(shí)長(zhǎng)等關(guān)鍵性能指標(biāo)，查看第三代寬禁帶半導(dǎo)體互相搭配下的優(yōu)勢(shì)。

1方案介紹

芯干線12V 8.33A 100WDemo方案

實(shí)物圖

正面

背面

尺寸為：81.5*56*24mm

其裸板功率密度為：0.91W/平方厘米

方案參數(shù)

原理圖

2方案實(shí)測(cè)

轉(zhuǎn)換功率

測(cè)試說(shuō)明：

在冷機(jī)，短路NTC 20%至滿載的情況下分別輸入110v和220v電壓。

測(cè)試結(jié)果：

在110V電壓輸入，20%負(fù)載至滿載的情況下，通過(guò)計(jì)算得出其轉(zhuǎn)換功率為92.0%、93.3%、93.6%、93.8%、93.9%。

在220v電壓輸入，20%負(fù)載至滿載情況下，通過(guò)計(jì)算得出其轉(zhuǎn)換效率為93.0%、95.0%、95.7%、95.8%、96.0%。

待機(jī)功耗

開(kāi)機(jī)延遲時(shí)間

測(cè)試說(shuō)明：

分別輸入電壓110V和220V，系統(tǒng)滿載狀態(tài)下查看開(kāi)機(jī)延遲時(shí)間

測(cè)試結(jié)果：

110V電壓輸入下，其自運(yùn)行開(kāi)機(jī)延遲時(shí)間為524ms。

220V電壓輸入下，其自運(yùn)行開(kāi)機(jī)延遲時(shí)間為583ms。

掉電保持時(shí)間

測(cè)試說(shuō)明：

分別輸入電壓110V和220V，系統(tǒng)滿載運(yùn)行下查看掉電保持時(shí)間。

測(cè)試結(jié)果：

110V電壓輸入下，其掉電保持時(shí)間為34.6ms。

220V電壓輸入下，其掉電保持時(shí)間為35.4ms。

動(dòng)態(tài)測(cè)試

測(cè)試說(shuō)明：

在輸入電壓110V和220V，25~75%負(fù)載狀態(tài)下,分別測(cè)試最小輸出電壓和最大輸出電壓數(shù)值

測(cè)試結(jié)果：

在分別輸入110V和220V電壓后，最小輸出電壓和最大輸出電壓均為12.02v、12.32v。

空載紋波

測(cè)試說(shuō)明：

在輸入電壓110V和220V，使用探頭加

10uF+0.1uF電容，20MHz帶寬，空載狀態(tài)下分別測(cè)試輸出電壓峰峰值

測(cè)試結(jié)果：

在分別輸入110V和220V電壓后，空載紋波輸出電壓峰峰值分別為30mv和40mv。。

滿載紋波低頻

測(cè)試說(shuō)明：

在輸入電壓110V和220V，使用探頭加10uF+0.1uF電容，20MHz帶寬，滿載狀態(tài)下分別測(cè)試輸出電壓峰峰值。

測(cè)試結(jié)果：

在分別輸入110V和220V電壓后，滿載波紋低頻輸出電壓峰峰值均為20mv。

滿載紋波高頻

測(cè)試說(shuō)明：

在輸入電壓110V和220V，探頭加10uF+0.1uF電容，20MHz帶寬，滿載狀態(tài)下分別測(cè)試紋波高頻輸出電壓峰峰值

測(cè)試結(jié)果：

在分別輸入110V和220V電壓后，滿載紋波低頻輸出電壓峰峰值均為20mv。

電子銳評(píng)

在這個(gè)功率等級(jí)，且在輸出為12V的情況下，能達(dá)到高輸入96%的效率和低輸入93%的效率。板上所使用的GaN MOS及SiC二極管在其中起了關(guān)鍵作用

3產(chǎn)品特點(diǎn)

本次測(cè)評(píng)該款Demo當(dāng)中的氮化鎵和碳化硅是采用了芯干線的兩款產(chǎn)品，分別是X3G6516B5氮化鎵開(kāi)關(guān)管以及XD065A0065碳化硅二極管。

下面我們看一下這兩款產(chǎn)品的功能特點(diǎn)

X3G6516B5氮化鎵開(kāi)關(guān)管

核心參數(shù)

650V增強(qiáng)型耐壓設(shè)計(jì)，導(dǎo)通電阻150mΩ，工作電流13A

性能優(yōu)勢(shì)

低導(dǎo)通電阻與輸入電容，提升能效表現(xiàn)

零反向恢復(fù)損耗，支持高頻電路運(yùn)行

適用于PFC升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，優(yōu)化電源系統(tǒng)功率密度

應(yīng)用領(lǐng)域列舉

消費(fèi)電子：

快充設(shè)備與無(wú)線充電模塊—利用高頻特性提升能量傳輸效率，實(shí)現(xiàn)更緊湊的輕量化設(shè)計(jì)。

工業(yè)電子：

功放—高頻特性提升能量傳輸效率，實(shí)現(xiàn)更小體積，更輕重量，發(fā)熱現(xiàn)象大幅減少，功率密度高。

逆變器—耐高溫特性保障戶外環(huán)境穩(wěn)定性，同時(shí)提升能源轉(zhuǎn)換效率并縮減系統(tǒng)體積。

適配器—可實(shí)現(xiàn)更高的電子遷移率、禁帶寬度、更低的導(dǎo)通電阻。

服務(wù)器電源—高頻特性優(yōu)化電源模塊設(shè)計(jì)，減少元器件數(shù)量并提升功率密度。

車載電子：

車載充電器—適配高壓平臺(tái)的高效電能轉(zhuǎn)換，顯著縮小器件體積，滿足電動(dòng)汽車空間約束。

XD065A0065碳化硅二極管

核心參數(shù)

650V耐壓等級(jí)，163℃高溫環(huán)境下穩(wěn)定輸出6A電流

性能優(yōu)勢(shì)

零反向恢復(fù)電流特性，降低開(kāi)關(guān)損耗

正溫度系數(shù)特性，支持多器件并聯(lián)擴(kuò)容

高頻開(kāi)關(guān)兼容性，配合低散熱需求設(shè)計(jì)

應(yīng)用領(lǐng)域列舉

工業(yè)電子：

功放—良好的散熱能力，高輸出狀態(tài)更可穩(wěn)定運(yùn)行。

逆變器—高熱導(dǎo)與耐高溫特性優(yōu)化散熱能力，支持復(fù)雜環(huán)境下的高效能源轉(zhuǎn)換場(chǎng)景，更可提供更長(zhǎng)續(xù)航能力。

適配器—提供優(yōu)異的高溫性能和可靠性，并支持更高的功率和更高的電壓。

服務(wù)器電源—優(yōu)異的熱管理能力帶來(lái)更高的可靠性，保障系統(tǒng)整體的穩(wěn)定運(yùn)行。

車載電子：

車載充電器—具有極高的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度，可適應(yīng)更高的工作溫度，可提高系統(tǒng)的可靠性和壽命。

協(xié)同應(yīng)用價(jià)值

兩款器件在PFC電路中搭配，共同構(gòu)建高可靠性、高功率密度的第三代半導(dǎo)體解決方案，適用于工業(yè)電源、新能源設(shè)備等高性能場(chǎng)景。因此使其該款Demo方案在高集成微型化、高功率密度與高能量效率上均保持著優(yōu)異的數(shù)值。

4總結(jié)

第三代寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代，歷經(jīng)材料創(chuàng)新、場(chǎng)景適配、規(guī)模降本和生態(tài)構(gòu)建的發(fā)展路徑。當(dāng)前在超寬禁帶材料突破與碳中和目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，正重塑能源、通信等領(lǐng)域的底層技術(shù)架構(gòu)。

芯干線作為專注氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）及半導(dǎo)體領(lǐng)域以技術(shù)為核心驅(qū)動(dòng)力的國(guó)產(chǎn)企業(yè)，依托全產(chǎn)業(yè)鏈能力布局，產(chǎn)品已覆蓋消費(fèi)電子、工業(yè)控制及新能源等多領(lǐng)域，持續(xù)支撐推動(dòng)著國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自主化進(jìn)程。

5廠家資訊

關(guān)于芯干線

芯干線科技是一家由功率半導(dǎo)體資深海歸博士、電源行業(yè)市場(chǎng)精英和一群有創(chuàng)業(yè)夢(mèng)想的年輕專業(yè)人士所創(chuàng)建寬禁帶功率器件原廠。2022年被評(píng)為規(guī)模以上企業(yè)，2023年國(guó)家級(jí)科技型中小企業(yè)、國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，通過(guò)了ISO9001生產(chǎn)質(zhì)量管理體系認(rèn)證。在2024年通過(guò)了IATF16949汽車級(jí)零部件生產(chǎn)質(zhì)量管理體系認(rèn)證。

公司自成立以來(lái)，深耕于功率半導(dǎo)體Si MOS & IGBT、GaN HEMT、SiC MOS & SBD、IGBT 和 SiC Module等功率器件及模塊的研發(fā)和銷售。產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)、光伏、儲(chǔ)能、汽車、Ai服務(wù)器、工業(yè)自動(dòng)化等能源電力轉(zhuǎn)換與應(yīng)用領(lǐng)域。

公司總部位于南京，分公司遍布深圳、蘇州、江蘇等國(guó)內(nèi)多地，并延伸至北美與臺(tái)灣地區(qū)，業(yè)務(wù)版圖不斷拓展中。