迎接双碳挑战:电源解决方案绿色转型

1 新技术积极应对双碳目标

2020 年 9 月中国明确提出 2030 年“碳达峰”与 2060 年“碳中和”目标，Power Integrations 作为聚焦电源和功率转换的企业，在面对双碳目标时有着自己的思考和规划。

Power Integrations市场营销副总裁 Doug Bailey

为了减少二氧化碳排放，世界需要更有效地利用能源。这意味着需要使用更高效的功率变换系统。 Power Integrations 多年来保持着要作为高效功率变换领域的领军者的核心理念，贯穿整个产品系列。Power Integrations 的 IC 产品可帮助充电器、家电和照明系统制造商满足强制性和建议性的国际能耗标准和规范，包括严格的中国市场规范标准。同时 Power Integrations 还在积极推进汽车市场向电气化的转变，并为太阳能和风能行业提供创新的门极驱动器产品。

身处化石燃料时代的末期，在整个社会寻找产生清洁能源和应对全球变暖的方法时，Power Integrations 正在引领技术开发，致力于提高能源生产、传输和消费的效率。PI 推出的 EcoSmart 芯片作为电源的大脑，不仅提供产品运行所需的电压和电流，而且还智能地管理电源，即使在轻载下也能保持高效率。没有负载时， EcoSmart 技术可有效关闭电源，使功率接近于零。迄今为止，据估计，EcoSmart 技术已节省近 1 500 亿千瓦时的能源。

Power Integrations 的其他节能创新包括 FluxLink™ 技术，该技术的运用不仅能实现高性能的次级反馈控制，而且还具备通常只有初级反馈控制才具有的线路简单及元件数目少的优势。而高效的同步整流技术的应用，可以保证整个负载范围内均提供极高的效率，并且具有极低空载功耗。这些器件可轻松符合所有全球能效法规并提高可靠性，因为它们可完全省去了光耦。

2 新材料降低产品碳排放

对于当下火热的第三代半导体材料，Power Integrations 推出了独特的氮化镓技术 PowiGaN™，能够有效提升电源开关的效率并减少能耗，经过试验氮化镓开关有助于将效率水平提高到 92% 以上，在许多情况下甚至更高，具体取决于应用。

然而，Power Integrations 正在为氮化镓 IC 开发 80 多种不同的应用，包括电动自行车、电视机、家电、照明系统和电动汽车。氮化镓只是一种性能更佳的开关， 所以应用范围非常广泛。氮化镓的另一个有趣应用是在电网不稳定的地区。由于具有更高的耐压能力，氮化镓器件对电网电压中的尖峰和浪涌的耐受力更强。

2021 年 Power Integrations 推出的知名氮化镓产品包括适用于智能手机和适配器的效率超过 95% 的 InnoSwitch4™-CZ 电源 IC，以及准谐振离线反激式开关 IC Innoswitch3-PD，后者集成了 USB Type-C 和 USB-PD 控制器、750 V 氮化镓开关、同步整流和 FluxLink 反馈控制。目前，Power Integrations 将其大部分氮化镓 IC 销售到充电器和适配器市场，特别是 USB-PD 产品。根据国际分析机构 Yole Développement 的数据，Power Integrations 是氮化镓 IC 的领先供应商，充电器 / 适配器市场是最大的单一应用。

同年，Power Integrations 还推出电动汽车创新解决方案，大举进军汽车市场。近日推出了一款新的汽车级 InnoSwitch IC，即符合 AEC-Q100 标准的 InnoSwitch3- AQ，它使用 SiC 初级开关来达到 1 700 V 的额定值。

Power Integrations 还针对大功率应用推出了 SCALEiFlex LT 双通道即插即用型门极驱动器，该器件可将多个并联 Infineon EconoDUAL 模块的性能提高 20%，使用户可以从功率逆变器和变换器堆栈中节省每六个模块中的一个。此外，这些驱动器适配新能源发电和存储应用，可进一步减少碳排放。

3 坚持深耕电源解决方案

Power Integrations 销售的是电源解决方案。在电动汽车和氮化镓方面也不例外。在提供最佳的解决方案时， Power Integrations 对技术没有倾向性，无论是传统的硅材料或者是新型第三代半导体材料氮化镓、碳化硅，我们认为哪种开关技术最适合应用，就用哪种开关技术研发 IC 产品。

我们知道，减少物料清单和电路板空间不仅能够帮助工程师更加方便地设计电源系统，还能够降低生产成本以及碳排放量。近期 Power Integrations 推出的两款符合 AEC-Q100 标准、额定耐压 1 700 V 的 InnoSwitch3- AQ IC，适合于 600 V 和 800 V 级别的纯电池和燃料电池电动乘用车、巴士和卡车。新器件使用碳化硅 (SiC) 开关，代表了业界集成度最高、1 700 V 额定耐压的汽车级开关电源解决方案，具有加强绝缘功能，可将使用的元件数量减少多达 50%，并显著节省电路板空间。 现在已有一些现成的设计，能从物料清单中节省 40 多个元件。

在未来几年，Power Integrations 将面向电动汽车 / 非电动汽车领域推出更多基于碳化硅和氮化镓的 IC。 Power Integrations 在绿色节能领域将会不断带来更加优化的方案，助力行业绿色低碳发展。

（注：本文来源于《电子产品世界》杂志2022年第6期）