在功率設計領域中,驅動IC一向是相當重要的角色,它也廣泛出現在許多應用市場,所以也讓不少半導體業者趨之若鶩。然而,隨著雲端運算與物聯網等應用概念的興起,資料量的快速增加,使得資料中心與伺服器的需求快速成長,但畢竟機房的空間十分有限,若能提少功率密度或是減少系統體積,這是應用服務業者相當樂見的事情。
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TI類比IC應用經理蕭進皇 |
TI(德州儀器)類比IC應用經理蕭進皇表示,其實在很多垂直應用中,功率系統都會需要「隔離」的設計,以進一步確保使用者的安全或是讓系統的運算能夠順暢無虞。只是差別在於,隔離的等級有多高而已。目前在市場已開始興起一種所謂的「雙層」(reinforced)隔離的設計作法。相較於基本的單層隔離設計,這種設計方式的隔離效果更為顯著,換言之,安全性與系統誤動作產生的機會也就更低。
蕭進皇進一步指出,目前市場上並非只有TI一家推出雙層隔離的功率元件驅動IC,TI此次推出的UCC21520,是現階段市場上「速度最快」的驅動IC。他解釋,UCC21520在傳播延遲的時間為19ns,與對手產品相較,後者則要花兩倍的時間。一般來說,MOSFET本身一定會存在寄生電容,而MOSFET的重點則是在於如何在最短時間內降低其開關損耗,除了MOSFET的開關頻率外,另一重點就是驅動IC能夠提供多大的電流,讓MOSFET能快速開關?UCC21520在供電電流的最大值為4A,讓MOSFET關閉時的最大電流則是6A,電流愈大,MOSFET的充放電速度也就愈快。除了MOSFET外,像是IGBT與SiC等功率元件,UCC21520也能加以支援。
UCC21520另一個重要規格則是CMTI的數值則是達到150V/ns,蕭進皇說,CMTI的數值高低對於在一次側到二次側的訊號輸出的表現上,扮演相當重要的關鍵。數值愈高,二次側輸出的表現也就愈穩定。
值得一提的是,UCC21520的操作頻率高達5MHz,蕭進皇不諱言,這也是目前業界頻率最高的驅動IC,呼應到先前TI有意發展GaN(氮化鎵)產品線的目標,其實是一致的。就市場的發展方向來看,考量到系統體積有限的情況下,市場絕對會朝向功率密度提升與高頻功率元件的方向發展,畢竟高頻功率元件有助於將週邊的被動元件縮小,也能減少開關損耗,就這一點來說,TI正在朝這個方向努力當中。