解鎖PI的第五代InnoSwitch，看其如何實現(xiàn)超過95%的高效率！

近年來，隨著移動設(shè)備的普及和電子產(chǎn)品的不斷更新?lián)Q代，人們對于電池續(xù)航和充電速度都提出了更高的要求，快充技術(shù)也由此應(yīng)運而生。雖然目前市面上已經(jīng)涌現(xiàn)出了多個品牌、多種功率的快充設(shè)備，但現(xiàn)有的這些并不能滿足消費者對于未來充電體驗和標(biāo)準(zhǔn)日益多樣化的需求。

為此，功率變換IC領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者Power Integrations（以下簡稱“PI”）近日推出了一款I(lǐng)nnoSwitch?5-Pro系列高效率、可數(shù)字控制的反激式開關(guān)IC，旨在為業(yè)界提供一種更高功率、更低成本的快充解決方案。

據(jù)了解，這款單芯片開關(guān)IC最大的特點就是采用了無需有源鉗位開關(guān)的零電壓開關(guān)（ZVS）操作，同時更加精準(zhǔn)的SR FET控制技術(shù)，進(jìn)而可以實現(xiàn)更高的效率及整體方案極低的元件數(shù)目。

據(jù)PI技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理Jason Yan介紹，InnoSwitch5-Pro IC的整體系統(tǒng)效率極高，由于它使用的是氮化鎵（GaN）的功率開關(guān)和零電壓開關(guān)，因此可以降低開關(guān)損耗，使變換效率超過95%。這樣的設(shè)計可以省去熱管理所需的散熱片、導(dǎo)熱片和灌封材料，從而進(jìn)一步減小尺寸，降低元件成本和制造復(fù)雜性。

“一般功率開關(guān)的損耗主要來自兩個部分，一個是開關(guān)損耗，另一個是導(dǎo)通損耗，如果能把這兩個損耗都做得很低，那么就可以把IC的溫升降下來，進(jìn)而就能輸出更高的輸出功率。在此基礎(chǔ)上，再運用PI獨有的變頻開-關(guān)控制方式，便可使電源尺寸縮小，實現(xiàn)系統(tǒng)成本降低?！盝ason Yan解釋說。

除了高功率和低成本的特點，此次推出的InnoSwitch5-Pro反激式開關(guān)IC還具有無與倫比的多功能性能，包括精確的輸出可編程性、電源故障和工作狀態(tài)的遙測報告以及無需次級側(cè)MCU供電電路等特點。

我們可以看到，現(xiàn)在越來越多的消費者在選擇手機、平板電腦等電子產(chǎn)品時，都把“是否具備快充功能”作為了購買的重要指標(biāo)之一，而快充技術(shù)的智能化趨勢也正變得越來越明顯。從最初的簡單快充，到如今能夠根據(jù)手機電池情況自動調(diào)整充電速度的智能快充，人們對于充電體驗的需求正在不斷提升。

PI作為全球領(lǐng)先的高壓集成電路供應(yīng)商，自然也看到了這一點，因此在設(shè)計研發(fā)之初就考慮到了智能化產(chǎn)品的各個方面充電需求。在內(nèi)部工藝方面，InnoSwitch5-Pro IC不僅集成了功率開關(guān)及其驅(qū)動器、初級測控制器及驅(qū)動器、同步整流驅(qū)動，同時還能在無需使用光耦器的情況下提供FluxLink? （磁感耦合）隔離反饋功能，并且可以提供全面的保護(hù)，以及遙測報告等功能。

在這些功能的加持下，InnoSwitch5-Pro IC不僅可以優(yōu)化緊湊型、高效率單口或多口USB PD適配器的設(shè)計和制造，還能方便用戶實時掌握電源的工作狀態(tài)，包括電源的故障情況等。

事實上，PI還是一家專注于IC封裝的企業(yè)，這款開關(guān)IC采用的便是PI傳統(tǒng)且專有的超薄InSOP?-28D封裝，其特點是可提供隔離功能，且具有更寬的爬電距離，易于滿足國際各種安全標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時也可以保證封裝具有更低的熱阻，便于將熱量傳導(dǎo)至PCB板進(jìn)行散熱，無需傳統(tǒng)功率器件經(jīng)常用到的外加散熱片。

另據(jù)官方介紹，在眾多變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，反激式拓?fù)涫亲畛Ｓ玫囊环N，而在InnoSwitch5-Pro IC產(chǎn)品設(shè)計中，PI創(chuàng)新地將ZVS反激式拓?fù)渑cGaN互相結(jié)合，讓原本普通的電源器件擁有了神奇的功效——開關(guān)損耗幾乎為零，并且可以利用GaN低導(dǎo)通電阻的優(yōu)勢來降低導(dǎo)通損耗。隨著器件溫升的降低，可以實現(xiàn)更加緊湊的適配器布局，其元件數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于非對稱半橋（AHB）電路或有源鉗位的方案設(shè)計。

除此之外，InnoSwitch5-Pro反激式開關(guān)IC還利用次級控制器自帶的I2C接口功能，及時的與外部的MCU進(jìn)行通訊，實現(xiàn)了優(yōu)于2%的高精度輸出恒流（CC）控制，以支持UFCS協(xié)議。同時，該IC的次級側(cè)還具有無損耗輸入電壓檢測功能，可進(jìn)行自適應(yīng)的DCM/CCM和ZVS控制，從而在整個輸入電壓和負(fù)載范圍內(nèi)提高效率并簡化設(shè)計。

得益于上述出色的設(shè)計理念和技術(shù)創(chuàng)新，該系列產(chǎn)品可適用于多種消費電子產(chǎn)品應(yīng)用。目前，InnoSwitch5-Pro系列反激式開關(guān)IC的主要市場包括有高功率密度要求且需滿足USB PD 3.1擴展功率范圍（EPR）、UFCS和其它多種充電協(xié)議的適配器、筆記本電腦適配器，以及非原裝單口和多口輸出的充電器和適配器。

不難看出，PI的產(chǎn)品一直秉承著創(chuàng)新和高效的理念，而此次InnoSwitch5-Pro反激式開關(guān)IC的推出，也將為工程師們帶來更多創(chuàng)新的可能性，為行業(yè)提供更加智能的解決方案，有助于推動電子產(chǎn)品的不斷進(jìn)步和完善。