瑞薩嶄新500W GaN充電方案適用各種工業及物聯網電子產品

瑞薩嶄新500W GaN充電方案適用各種工業及物聯網電子產品。Renesas

全球領先半導體解決方案供應商瑞薩電子宣布，其AC/DC電源供應器產品線新增基於GaN的半橋LLC（HWLLC）平台，支援物聯網、工業和基礎設施系統中500W及以上功率運作。這款新型HWLLC轉換器拓撲架構將超高效率、緊湊的電 源架構從100W級擴展到500W，為電動工具、電動自行車和其他家用電器打造新一代高速充電 器，同時改善了傳統拓撲架構在體積、發熱和效率方面的劣勢。

此次產品組合新增了四款具備瑞薩獨特的零待機功耗（ZSP）技術的控制器IC。其核心是RRW11011，這是一款交錯式功率因數校正（PFC）和HWLLC的整合控制器，專為高功率密度和高效率而設計。相移控制的PFC可消除漣波，縮小元件尺寸和成本，平衡電流並確保穩定性。

此整合控制器， 使設計者能夠在降低電源供應器工作溫度的同時，提供USB擴展功率範圍（EPR）和其他可變負載充電系統所需的寬輸出電壓範圍（5V至48V）。

新解決方案還包括RRW30120 USB電源傳輸（USB PD）協定和閉迴路控制器，可實現高達240W的USB最大功率輸出，以及RRW40120半橋GaN閘極驅動器和RRW43110智慧型同步整流器控制器。此新型解決方案採用240W USB EPR電源供應器設計，實現了業界最高的功率密度（3W/cc）和 96.5%的峰值效率。

WLLC高達500W的功率範圍拓展了適用的充電市場電源， 使其涵蓋大型電視和顯示器，以及吸塵器、電動工具、戶外和工業照明等高功率電器，以及部分醫療設備。基於HWLLC的新型AC/DC拓撲架構也有助於設計人員突破100W USB-C充電設備的侷限，採用240W USB EPR充電技術，進而縮小智慧型手機、筆記型電腦和許多遊戲系統中的專用磚形式充電器的尺寸。

Belkin採用瑞薩的緊湊型高功率快速充電技術， 整合到基於GaN的充電器中。Belkin Z-Charger採用了創新的ZSP晶片，搭載瑞薩先進的SuperGaN耗盡型（d-mode）GaN技術。

Jenny Ng, General Manager of Belkin Asia表示：「Belkin Z-Charger充電器是使快速充電領域邁向超低待機功耗新時代的重要一步。」

氮化鎵對於提高效率和功率密度至關重要

氮化鎵（GaN）技術為瑞薩的新一代AC/DC電源設計提升了效率和功率密度，實現了更高的開關效能，有助於縮小磁性元件的尺寸、降低損耗並控制散熱。瑞薩的SuperGaN耗盡型（d mode）技術採用串聯結構，與其他GaN實現方案相比，該結構更加穩健且易於驅動，具有更高的閾值電壓，並可直接與標準矽閘極驅動器相容。最終，客戶能夠更快地獲得緊湊、高效的電源，並更有信心地進行擴展、驗證和生產。

Rohan Samsi, Vice President, GaN Business Division at Renesas表示：「瑞薩的HWLLC生態系統將交錯式PFC和諧振功率轉換整合至統一的解決方案中，可提供超緊湊、寬範圍的AC/DC電源，並具有成熟可靠的效率、低待機功耗和可靠的整合支援。透過策略性地開發四款先進的控制器IC，打造最佳化、最協調的生態系統，以提高功率密度、改善散熱、降低EMI和雜訊，並提供最佳的工作效率。」

與傳統的LLC實現方案相比，瑞薩透過取消變壓器繞組並減少元件數量，降低了設計複雜度，並實現了更緊湊的磁性元件。這項改進讓不同的功率、電壓和外形尺寸系列產品的設計易重複使用，同時提高了可靠性並簡化了材料清單管理。高度整合、寬輸入／輸出電壓範圍的離線解決方案可協助客戶建立更小巧、更低溫且易於符合規格的產品，同時實現卓越的空載／待機效能，從而支援更高的能源效率等級。