迎接雙碳挑戰(zhàn)：電源解決方案綠色轉(zhuǎn)型

夏雪

1新技術(shù)積極應(yīng)對雙碳目標(biāo)

2020年9月中國明確提出2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標(biāo)，PowerIntegrations作為聚焦電源和功率轉(zhuǎn)換的企業(yè)，在面對雙碳目標(biāo)時有著自己的思考和規(guī)劃。

為了減少二氧化碳排放，世界需要更有效地利用能源。這意味著需要使用更高效的功率變換系統(tǒng)。PowerIntegrations多年來保持著要作為高效功率變換領(lǐng)域的領(lǐng)軍者的核心理念，貫穿整個產(chǎn)品系列。PowerIntegrations的IC產(chǎn)品可幫助充電器、家電和照明系統(tǒng)制造商滿足強制性和建議性的國際能耗標(biāo)準和規(guī)范，包括嚴格的中國市場規(guī)范標(biāo)準。同時PowerIntegrations還在積極推進汽車市場向電氣化的轉(zhuǎn)變，并為太陽能和風(fēng)能行業(yè)提供創(chuàng)新的門極驅(qū)動器產(chǎn)品。

身處化石燃料時代的末期，在整個社會尋找產(chǎn)生清潔能源和應(yīng)對全球變暖的方法時，PowerIntegrations正在引領(lǐng)技術(shù)開發(fā)，致力于提高能源生產(chǎn)、傳輸和消費的效率。PI推出的EcoSmart芯片作為電源的大腦，不僅提供產(chǎn)品運行所需的電壓和電流，而且還智能地管理電源流，即使在輕載下也能保持高效率。沒有負載時，EcoSmart技術(shù)可有效關(guān)閉電源，使功率接近于零。迄今為止，據(jù)估計，EcoSmart技術(shù)已節(jié)省近1500億千瓦時的能源。

PowerIntegrations的其他節(jié)能創(chuàng)新包括FluxLink?技術(shù)，該技術(shù)的運用不僅能實現(xiàn)高性能的次級反饋控制，而且還具備通常只有初級反饋控制才具有的線路簡單及元件數(shù)目少的優(yōu)勢。而高效的同步整流技術(shù)的應(yīng)用，可以保證整個負載范圍內(nèi)均提供極高的效率，并且具有極低空載功耗。這些器件可輕松符合所有全球能效法規(guī)并提高可靠性，因為它們可完全省去了光耦。

2新材料降低產(chǎn)品碳排放

對于當(dāng)下火熱的第三代半導(dǎo)體材料，PowerIntegrations推出了獨特的氮化鎵技術(shù)PowiGaN?，能夠有效提升電源開關(guān)的效率并減少能耗，經(jīng)過試驗氮化鎵開關(guān)有助于將效率水平提高到92%以上，在許多情況下甚至更高，具體取決于應(yīng)用。

然而，PowerIntegrations正在為氮化鎵IC開發(fā)80多種不同的應(yīng)用，包括電動自行車、電視機、家電、照明系統(tǒng)和電動汽車。氮化鎵只是一種性能更佳的開關(guān)，所以應(yīng)用范圍非常廣泛。氮化鎵的另一個有趣應(yīng)用是在電網(wǎng)不穩(wěn)定的地區(qū)。由于具有更高的耐壓能力，氮化鎵器件對電網(wǎng)電壓中的尖峰和浪涌的耐受力更強。

2021年P(guān)owerIntegrations推出的知名氮化鎵產(chǎn)品包括適用于智能手機和適配器的效率超過95%的InnoSwitch4?-CZ電源IC，以及準諧振離線反激式開關(guān)ICInnoswitch3-PD，后者集成了USBType-C和USB-PD控制器、750V氮化鎵開關(guān)、同步整流和FluxLink反饋控制。目前，PowerIntegrations將其大部分氮化鎵IC銷售到充電器和適配器市場，特別是USB-PD產(chǎn)品。根據(jù)國際分析機構(gòu)YoleDéveloppement的數(shù)據(jù)，PowerIntegrations是氮化鎵IC的領(lǐng)先供應(yīng)商，充電器/適配器市場是最大的單一應(yīng)用。

同年，PowerIntegrations還推出電動汽車創(chuàng)新解決方案，大舉進軍汽車市場。近日推出了一款新的汽車級InnoSwitchIC，即符合AEC-Q100標(biāo)準的InnoSwitch3-AQ，它使用SiC初級開關(guān)來達到1700V的額定值。

PowerIntegrations還針對大功率應(yīng)用推出了SCALEiFlexLT雙通道即插即用型門極驅(qū)動器，該器件可將多個并聯(lián)InfineonEconoDUAL模塊的性能提高20%，使用戶可以從功率逆變器和變換器堆棧中節(jié)省每六個模塊中的一個。此外，這些驅(qū)動器適配新能源發(fā)電和存儲應(yīng)用，可進一步減少碳排放。

3堅持深耕電源解決方案

PowerIntegrations銷售的是電源解決方案。在電動汽車和氮化鎵方面也不例外。在提供最佳的解決方案時，PowerIntegrations對技術(shù)沒有傾向性，無論是傳統(tǒng)的硅材料或者是新型第三代半導(dǎo)體材料氮化鎵、碳化硅，我們認為哪種開關(guān)技術(shù)最適合應(yīng)用，就用哪種開關(guān)技術(shù)研發(fā)IC產(chǎn)品。

我們知道，減少物料清單和電路板空間不僅能夠幫助工程師更加方便地設(shè)計電源系統(tǒng)，還能夠降低生產(chǎn)成本以及碳排放量。近期PowerIntegrations推出的兩款符合AEC-Q100標(biāo)準、額定耐壓1700V的InnoSwitch3-AQIC，適合于600V和800V級別的純電池和燃料電池電動乘用車、巴士和卡車。新器件使用碳化硅（SiC）開關(guān)，代表了業(yè)界集成度最高、1700V額定耐壓的汽車級開關(guān)電源解決方案，具有加強絕緣功能，可將使用的元件數(shù)量減少多達50%，并顯著節(jié)省電路板空間?，F(xiàn)在已有一些現(xiàn)成的設(shè)計，能從物料清單中節(jié)省40多個元件。

在未來幾年，PowerIntegrations將面向電動汽車/非電動汽車領(lǐng)域推出更多基于碳化硅和氮化鎵的IC。PowerIntegrations在綠色節(jié)能領(lǐng)域?qū)粩鄮砀觾?yōu)化的方案，助力行業(yè)綠色低碳發(fā)展。827AFB11-E725-4353-B6B1-98A9710221ED