珠海鎵未來科技是國內領先的氮化鎵功率器件生產企業，致力於Cascode結構氮化鎵產品的研發和生產，該結構結合了硅器件的易用性和氮化鎵器件的高頻率高效率的特點，可以實現高達10千瓦的高功率密度電源解決方案。
1、市場痛點：
手機、筆記本電腦、平板電腦、switch以及各種隨身穿戴設備占據了我們生活中的方方面面。在摩爾定律的影響下，電子產品的性能不斷提升，其所對應的電源適配器功率的要求也在不斷提高。以往的300W以上的大功率電源適配器，出於體積和干擾的考量，用傳統PFC線路的4個二極管組成輸入整流橋。
但由於二極管的Vf幾乎恆定，無論並聯多少顆二極管，輸入整流橋的損耗幾乎沒有辦法得到改善，所以傳統電源適配器效率難以提升。輸入整流橋所帶來的損耗也使得適配器在工作當中發熱嚴重。從而造成為了解決散熱而增大適配器體積的惡性循環。
為了解決這一系列的問題，圖騰柱PFC應運而生。設計人員使用4顆MOSFET集合了整流和PFC的功能，將元器件數量減少的同時，也將整流橋效率提升。但傳統COOLMOS管存寄生三極管，當DV/DT過高時，易使寄生三極管導通，發生雪崩擊穿。同時COOLMOS存在體二極管反向恢復帶來的直通電流和損耗問題，所以當下管turn on的時候，Qrr造成的電流能直接把MOS燒毀。而為了解決這個問題，只能採用CRM模式，讓電流降為0的時候再開啟，代價就是平均電流、功率只有原來的一半。
而GaNext GaN就可以完美解決以上問題。GaN導電原理是通過氮化鎵和鋁鎵氮兩層之間的壓電效效應形成的二維電子氣導電的，所以GaN沒有體二極管和寄生三極管，不會發生DV/DT失效模式。同時我們在圖中可以看到，跟CoolMOS相比，氮化鎵的Qg和輸出電容都是其五分之一。
GaN的Qrr是CoolMOS的200分之一！哪怕是跟專門用於快恢復的CoolMOS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也不犧牲功率密度，用更小的電感實現99.1%的轉換效率。
珠海鎵未來科技採用GaN器件無橋圖騰柱PFC方案，設計上去除了輸入整流橋部分無法避免的損耗，解決了傳統PFC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反向恢復電荷Qrr過高的只能採用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，用更小的電感實現高達99.1%的轉換效率。
Totem-pole Bridgeless圖示：
2、 Ganext-規格特點：
近期，針對中國國標強制法規GB 20943以及歐洲電工標準化委員會IEC 61000-3-2的要求。珠海鎵未來採用G1N65R150PB和G0N65R070PB兩款低動態內阻Cascode氮化鎵器件，搭配安森美NCP1680，率先實現了330W基於氮化鎵器件的智能混合信號無橋圖騰柱 PFC +LLC 96.3% 電源能效量產解決方案。
鎵未來這套方案功率密度高達23.1W/in³，適合工作在0-40℃溫度環境下，支持90-264V~50/60Hz全球寬範圍電壓輸入，以及20V16.5A輸出，最大輸出功率330W。滿載效率≥96.4%，輸出電壓紋波＜300mV。
另外電源採用三腳插口，做了接地處理避免用戶觸點，提升使用體驗；三圍尺寸（帶塑料外殼）僅120*78*25mm，滿載表面溫度低於50℃，符合IEC 62368-1標準，EMI標準符合EN55032 CE & RE Class B，支持TSD、OLP、OVP、OCP、SCP、Open Loop等保護。
220V效率對比圖示：
相較330W常規電源，鎵未來這款330W GaN電源在各個輸入電壓環境下能效都要更高。其中在90V輸入電壓環境下，能效高出了約4%；在220V輸入電壓環境下，能效也高出了約2%。
330W GaN電路拓撲圖示：
3、GaN 器件：
珠海鎵未來科技G1N65R150PB和G0N65R070PB, 兼容SuperJunction驅動，在25度環境溫度下動態內阻不超過150mohm和70mohm，提供TO-220插件封裝。以其強壯的抗干擾能力和簡易的驅動方式，助力用戶實現簡潔高效的150W-1500W電源方案。
更低動態電阻，提高轉換效率
在高壓應用中，儘管氮化鎵器件可以大大降低開關損耗，但存在一個對導通損耗不利的特性，稱為動態內阻。從高壓阻斷狀態變化成導通狀態後的一小段時間，氮化鎵器件不能立刻工作到長時間導通的內阻狀態（靜態內阻），此時的阻值高於靜態內阻。普通增強型氮化鎵器件比靜態上浮30%左右，尤其是在150度結溫時，動態內阻往往高達25度結溫時靜態內阻的250%。G1N65R150PB和G0N65R070PB採用特殊工藝，動態內阻得到降低，25結溫時動態內阻僅150mohm和70mohm，150度結溫時僅為25度結溫時的1.5倍，極大的降低了導通損耗，滿足了200W~330W適配器的苛刻散熱要求。
更高柵極耐壓，從容應對多種控制器方案
相別於普通增強型氮化鎵功率器件不超過7.5V的柵極耐壓，鎵未來的所有氮化鎵產品柵極可以耐受的極限電壓高達20V，這就可以兼容用於驅動超結器件的控制器。這些控制器的驅動電壓通常為12V，如果用於驅動普通增強型氮化鎵器件，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。而採用鎵未來的氮化鎵器件，驅動線路僅需3個電阻及一個二極管，與傳統硅超結器件相同，簡潔的外圍電路有效降低了占用的PCB面積，特別適合小尺寸的快充設計。
更高閾值電壓，避免誤導通
普通增強型氮化鎵的閾值電壓通常不超過1.7V，這與硅超結器件（典型值一般在3V左右）相比，其抗噪聲干擾能力降低，增加了誤導通的風險了。因此產品封裝和Layout處理起來相對比較麻煩，需要儘可能減少源極寄生電感的影響。G1N65R150PB和G0N65R070PB將開通閾值電壓提高到了3.5V, 可以有效降低柵極噪聲帶來的誤導通風險，電源產品設計更為容易。
G1N65R150PB和G0N65R070PB已經正式量產，並且在330W量產方案上實現了最高96.4%的轉換效率。
有需求的夥伴可以與鎵未來科技聯繫，獲取更多產品詳細信息。
郵箱地址sales@ganext.com
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