充電器，已經成為每個人的生活必需品。充電器的結構是否緊湊，能否提供更高的功率和更短的充電時間，對消費電子企業和消費者都非常重要，在這種背景下，讓氮化鎵已成為電源適配器和充電器的首選技術。

談到氮化鎵技術，必須要從納微半導體聊起，納微半導體是一家氮化鎵功率芯片公司，是世界上唯一一家將氮化鎵器件、驅動、控制和保護功能集成在一顆芯片中，降低氮化鎵應用門檻的半導體公司。今年9月，納微半導體正式發布了NV624X 半橋氮化鎵功率芯片，它采用了由納微半導體在2021年11月推出的GaNSense技術。

納微GaNSense技術有何厲害之處?該技術可減少25%的能量損耗，從而實現更小、更輕、更快的充電性能，獲得更高的系統穩定性，GaNSense從檢測到保護僅需30納秒，比傳統分立式氮化鎵方案快了6倍，實現了前所未有的自動保護。能夠獲得這些最強性能，得從一項核心技術說起，無損電流感測。

何為無損電流感測?下圖為納微官網給出的資料中所展示的現有電流感測與納微無損電流感測的對比圖。

圖1

圖片來源于納微官網手冊《AN018：新型采用GaNSense 技術的GaNFast 系列半橋功率芯片》

在檢測下管流經的周期電流時，圖中左側的現有技術需要在下管的源極連接和PGND之間放置一個外部電流檢測電阻Rcs。使用外部電流檢測電阻會增加系統導通損耗，在PCB上產生熱點，并降低整體系統效率。而納微通過集成在GaN芯片CS處的無損電流感測技術，避免了較大的檢測電阻。

納微的GaNSense無損電流感測技術是否有專利，布局情況如何呢?截至目前為止，納微半導體早在2018年11月14日，就開始圍繞該項技術進行專利了布局，已布局了7件專利，這7件專利屬于同族，其中4件已經拿到專利授權，而且這些專利布局在了美國、中國、中國臺灣，(TWI748284B、US10666147B1、US11251709B2、US10931200B2、CN111193395A、TW202209787A、US20220231606A1)。

以下就基于中國同族專利CN111193395A來對納微的GaNSense無損電流感測技術進行詳細介紹。圖2為該專利中電流檢測FET 4000的示意圖，根據專利中的記載，該電流檢測FET可以連接在半橋式功率轉換電路中，從而完成對上橋或下橋的電流檢測。其中包括主FET 4010、檢測FET 4020和感測電阻器4030，具體連接方式如圖中所示，通過柵極G處來控制主FET 4010和檢測FET 4020的開關，通過輸出節點DET處對電流進行檢測。

圖2

在專利中，其進一步限定了電阻器4030的電阻值需要足夠低，使得當主FET 4010和檢測FET 4020均傳導時，通過主FET 4010的電流與通過檢測FET 4020的電流的比率大體上等于主FET 4010的寬度除以長度與檢測FET 4020的寬度除以長度的比率(核心發明點之一)。

在具體實施例中，主FET 4010的寬度除以長度是檢測FET 4020的寬度除以長度的約5、約10、約25等倍數，使得流經主FET 4010的電流更大。通過這種分流的方式，可以將電流檢測的損耗降低到很小。

圖3中展示了專利中電流檢測FET的整體控制結構圖，根據其轉換器的控制方案，控制器4650控制電流檢測FET 4620導通，在一段時間后，如果節點AVI處的電壓已增加到閾值以上，控制器4650控制電流檢測FET 4620關斷，即，電流檢測FET 4620傳導的電流大于閾值時，控制器4650控制其關斷，防止過流。

圖3

以上就是納微關于GaNSense無損電流感測技術的主要方案內容，另外，值得一提的是，在這7件同族專利中，CN111193395A、US10666147B1、TWI748284B這三件專利并未在權利要求中限定上述電路只能應用在基于氮化鎵的芯片上，因此其專利保護范圍較大，對競爭對手有較強的限制。

納微半導體去年發布的核心技術，早在4年前申請的專利中就能看到蹤跡，因此，想了解一項技術的發展，或競爭對手的動態，從專利入手不失為一個好的情報獲取方式。

作者簡介：

龐濱洋，超凡知識產權檢索分析師，具有7年知識產權從業經驗，擅長集成電路領域的專利檢索與分析。

審核編輯：湯梓紅