Мы не раз адзначалі, што блокі харчавання становяцца "нашым усім". Мабільная электроніка, электрамабілі, Інтэрнэт рэчаў, назапашванне электраэнергіі і шматлікае іншае выводзіць працэс сілкавання і пераўтварэнні напругі на першыя па значнасці пазіцыі ў электроніцы. Значна павялічыць эфектыўнасць блокаў харчавання і, у прыватнасці, інвертараў абяцаюць тэхналогіі вытворчасці чыпаў і дыскрэтных элементаў з выкарыстаннем такога матэрыялу, як (GaN). Пры гэтым ніхто не будзе аспрэчваць той факт, што інтэграваныя рашэнні лепш дыскрэтных як з пункту гледжання кампактнасці рашэнняў, так і з пазіцыі эканоміі сродкаў на праектаванне і вытворчасць. На днях на канферэнцыі PCIM 2019 даследнікі з бельгійскага цэнтра Imec навочна , што аднакрыштальныя блокі харчавання (інвертары) на GaN ― гэта зусім не фантастыка, а справа найбліжэйшай будучыні.
Выкарыстоўваючы тэхналогію нітрыд галію на крэмніі на пласцінах SOI (крэмній на ізалятары) спецыялісты Imec стварылі аднакрыштальны пераўтваральнік па схеме паўмост. Гэта адзін з трох класічных варыянтаў уключэння сілавых ключоў (транзістараў) для стварэння інвертараў напругі. Звычайна для рэалізацыі схемы бярэцца набор з дыскрэтных элементаў. Набор элементаў для дасягнення вызначанай кампактнасці таксама змяшчаюць у адно агульнае пакаванне, што не адмяняе таго факту, што схема збіраецца з асобных камплектавалых. Бельгійцы здолелі прайграць амаль усе элементы паўмоста на адзіным крышталі: транзістары, кандэнсатары і рэзістары. Рашэнне дазволіла павялічыць эфектыўнасць пераўтварэння напружання за кошт зніжэння цэлага шэрагу паразітных з'яў, якія звычайна суправаджаюць схемы пераўтварэння.
На паказаным на канферэнцыі макеце інтэграваны чып GaN-IC пераўтвараў уваходную напругу 48 вольт у выходнае значэннем 1 вольт з частатой ШІМ 1 Мгц. Рашэнне можа здацца дастаткова дарагім, асабліва з улікам выкарыстання пласцін SOI, але даследчыкі падкрэсліваюць, што высокая ступень інтэграцыі з лішкам кампенсуе выдаткі. Вытворчасць інвертараў з дыскрэтных кампанентаў будзе даражэйшай па вызначэнні.
Крыніца: 3dnews.ru