InnoSwitch3-Pro 电源方案实现数字可调控的功率变换特性,增加设计灵活性
2018-03-13 19:02:47 未知与传统的模拟电源相比,数字电源具有更灵活的可控制功能,近年来数字电源一直是业界关注的焦点,致力于高能效电源转换的高压集成电路业界的领导者Power Integrations公司近日发布一款离线反激式开关电源IC-InnoSwitch3-Pro,该方案具有数字可编程、可设定、可调整的功率变换特性,支持任何动态快充协议,广泛应用于智能手机、笔记本电脑、平板电脑、智能音箱以及需要输出由负载控制或可调输出的非充电应用。
Power Integrations 资深技术培训经理阎金光先生介绍新的InnoSwitch3-Pro通过双线I2C接口可以对输出电压及电流进行精确的动态阶跃控制(电压阶跃步长为10 mV,电流阶跃步长为50 mA)。新器件可与微控制器配合工作,也可根据系统CPU的指令来控制和监测离线式电源。同时可以设定电源的打嗝或锁存保护功能,适应各国安规规定。
与之前发布的InnoSwitch3一样,InnoSwitch3-Pro同样在初级和次级有两个控制器,中间通过FluxLink跨接在安规隔离带之间,进行高低压信息传输。并且实现多模式操作在整个负载范围维持高达94%的性能。在初级侧集成了一个功率MOSFET,分别有650V和725V两种选项,针对不同的需求,前者有较好的成本控制,后者可提供更高的产品可靠性。初级侧可以实现更精准、高效的控制,空载功耗<30mW,InnoSwitch3-Pro的输出功率高达65W。
可编程特性实现更大灵活度
与以往产品不同的是,在InnoSwitch3-Pro中有个I2C接口,可使该芯片内部与外部做通信协议,将高压设定值或动态输出,闫先生进一步解释说,定值输出即设定一个固定的输出参数,而动态输入如快充所需随着电池能量的饱和电压逐渐上升,因此可以根据电池的状况步进式设定输出电压。此I2C接口包含两条数据线一个是SDA(数据通讯),另一个为SCL(时钟信号),根据不同的时钟信号在数据上传输不同的代码,此代码即包含了之前谈到了各种设定以及保护。
可编程性特性包括:通过外部的微处理器发指令到MCU, InnoSwitch3-Pro具有专门的uVCC引脚 ,输出3.6V电压,无需外部供电,便可使微处理器正常工作。具有输出电压和电流的控制;恒压、恒流及恒功率定特性;故障触发阀值及响应保护方式等。
此外,针对TYPE-C应用,InnoSwitch3-Pro还集成了n沟道MOSFET驱动电路,可用于使能或禁止电源的主功率输出。
InnoSwitch3-Pro带来的优势
InnoSwitch3-Pro颠覆了传统的电源生产模式,针对不同的客户需求,一个设计可以实现客户多电源输出规格,且无需重复安规认证,
为厂商降低了库存及管理费用的成本,加快上市时间。在生产线上,与传统的生产方式相比,基于InnoSwitch3-Pro的生产方式仅需一条产线,而传统生产方式需要多条产线;在元件用料上InnoSwitch3-Pro也仅需一个BOM,大大减少了设计的复杂程度;一次性安规认证可实适不同国家制式;具有更高的灵活性。
应用
InnoSwitch3-Pro支持任何动态快速电池快充协议如:智能音箱USB PD 3.0 + PPS “load-directed” 充电协议QC4、SCP、FCP、VOOC,适用于智能手机、笔记本/膝上电脑/平板电脑等。可用于多输出电压的镇流器照明应用、DIN-rail(德国工业标准的导轨)电源保护特性经过设定可满足各地区特殊要求。
Power Integrations公司为开发者提供用于编程的全面设计支持工具,如:设计指南、程序设计手册、不同微控制器的设计举例;以及完整的API库和Doxygen程序生成器。
总结起来,InnoSwitch3-Pro的数字可编程指:可人为的改变输出电压值;可设定特性指:在产线上人为设定客户所需;可调整指:在以上设定如果不满足的情况下,可现场做直接调整,无需更换电源。
Power Integrations公司从模拟电源到数字可编辑电源研发,阎先生表示公司并不担心工程师技能问题,数字电源是未来的一个趋向,会有越来越多的工程师涉足,PI也会有更多的人才加入。
使用INN3367C的40 W输出的DER-641参考设计(用于演示)
为方便演示,Power Integrations公司使用InnoSwitch3-Pro其中的一个型号INN367C 40 W输出的DER-641参考设计方案,可实现90-264VAC的宽电压输入,利用其可编程输出特性,实现3-20V的输出电压范围,2A至5A输出电流范围,3%的输出线压降补偿;整个负载范围典型效率值大于90%的高效,轻松满足DOE6 和COC V5 2016标准,空载功耗低于40 mW,低于1% 的输入电压调整率及负载调整率,且具有全面的保护特性。
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