在电子工程领域，向更高工作电压发展的趋势是由各种应用中对提高效率和功率密度的需求所推动的。氮化镓（GaN）技术正作为一种强大的解决方案来满足这些需求。

在工业环境中，内部电压轨也在向上发展。这些更高的电压对于在电机驱动、压缩机和大型HVAC系统等应用中提供更高功率至关重要。

新兴经济体的消费者和工业部门快速增长，面临电网不稳定的挑战。电压波动和线路膨胀（经常由于老化基础设施而加剧）对电子系统构成了重大威胁。

硅器件在高压环境中的挑战

所有功率器件都有定义的操作限制。例如，725 V的硅MOSFET通常可以安全工作到650 V，并降额到725 V。长期暴露在高于725 V的电压下会导致雪崩击穿，导致局部加热和潜在的结构损坏。电压尖峰（如闪电袭击或电源接线错误）和电网不稳定导致的线路膨胀可以将这些器件推向极限，导致灾难性故障。

能量损失 – 氮化镓 vs. 硅

R = 导通损耗 - RDS(ON)
C = 开关损耗 - COSS

PowiGaN技术在高压应用中的优势

相比之下，PowiGaN器件不表现出硅器件固有的雪崩击穿机制。它们的内部级联结构和高击穿电压（通常是额定电压的两倍以上）使它们能够承受高电压尖峰和长期的线路膨胀。这些器件在电压尖峰期间会暂时增加电阻，稍微降低效率，但能迅速恢复而不会对性能产生明显影响。即使在多个尖峰事件或长期膨胀下，PowiGaN器件仍能保持安全有效的操作而不会退化。

PowiGaN在未来高压应用中的作用

Power Integrations最近推出的1250 V PowiGaN器件标志着一个重要的进步。该器件允许1000 V的操作峰值并具有显著的降额，提供了对电网不稳定和电力干扰的强大保护。这些器件现在正在进入传统上由碳化硅（SiC）器件主导的领域，扩大了它们的应用范围。

总之，在当前市场中，PowiGaN技术在面对电网不稳定时具有显著优势。它确保在不断扩大的消费市场中提供高质量、可靠的产品。此外，PowiGaN的强大级联结构和更高电压应用的潜力使其成为未来电力电子领域的关键参与者。