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高效为王 – Power Integrations InnoSwitch 3闪耀市场

高压集成电路业界的领导者Power Integrations一直致力于高能效电源转换,公司日前发布了InnoSwitch™3系列恒压/恒流离线反激式开关电源IC。为此,该公司的技术应用工程师阎金光接受了本刊的采访。他表示,新款InnoSwitch™3高集成度开关电源IC可在宽范围的输入电压及负载条件下均可提供一致的高效性能;并且介绍了相关市场、技术和新产品的开发背景信息。

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Power Integrations技术应用工程师阎金光先生

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InnoSwitch 3系列高效率(94%)离线反激式开关电源IC

问:请介绍一下InnoSwitch 3产品的市场开发背景

答:随着市场的发展,现代科技产品对电源功率密度的要求也越来越大。国内领先的消费类手机厂商等需要非常小体积,高度集成的电源解决方案,以实现更好的终端用户体验。如果按照传统的电源解决方案来处理,分立元件方案使用的元器件数量会增多,所有这些都集成在一个小小的电源外壳里是非常困难的。InnoSwitch系列产品是基于这样的一个市场背景开发的,而InnoSwitch 3的推出,在体积、散热以及能效方面,又达到了一个质的飞跃。

问:新器件为什么可以在任何输入电压及负载条件下均可提供94%的高效性能,将电源损耗大幅降低25%,采用了什么样的技术?

答:新器件属于次级反馈的方案,且使用FluxLink技术实现初次级间的信息传输。由于使用一个器件同时控制反激电源中的初级功率开关管及次级同步整流开关管,进而可以实现精准的时序控制,从而达到更高的转换效率。此外,新器件中采用新的控制机理可以在整个负载及输入电压范围内均能提供一致的高效性能。这种控制方式可以保证电源在连续非连续方式工作之间无缝切换,可以充分利用连续工作方式高效的优点。再者,即使在非连续工作情况下,其准谐振的工作方式可以大大降低开关管的开通损耗,进而提升效率。

问:为什么InnoSwitch3器件可以满足对能耗、外形尺寸或散热有严苛要求的电源使用?

答:相比传统电源解决方案,使用InnoSwitch3可以减少元件数量,这也就相应地减少产品体积尺寸。其无需初次级间常用的光耦器及次级侧的电压参考IC。作为高度集成的反激式开关IC,效率高达94%,与最佳的传统设计相比其产生的热量可以同时减少25%。在输出功率方面,可高达65W,大大扩展了其应用范围。再加之先进的控制方式,可实现极快速的动态响应及产生极低的输出纹波。这样可以大大节省输出电容的容量和体积。而在可变输出电压的电源应用中,由于输出电压电流是可变的,因而为满足输出纹波和动态的要求,往往需要使用较大的输出电容,其环路的设计也要考虑不同输出情况下的稳定性问题。而InnoSwitch3的控制机理与传统的PWM脉宽调制是不一样的,是一种数字反馈,环路响应极快,进而可以适应不同输出负载情况的工作,且无环路稳定性问题。这点在市场上是非常难得的,工程师不用担心可变输出应用的环路稳定问题。再者,新器件采用新型的InSOP24超薄封装,具有更好的散热能力,因而特别适合于高功率密度要求的小体积电源设计。

问:与你们之前效率极高的InnoSwitch产品相比,新产品的最大特点是什么?应用范围有哪些不同?

答:与之前产品相比,InnoSwitch3最大的特点就是改善了效率,增加了动态响应,输出功率增大了。原来的InnoSwitch是25W,现在已经可以达到65W了。另外,即使输出功率增加,其空载功耗仍能维持在20毫瓦一下。输出功率的增大,应用范围也相应扩大,从固定电压的消费电子产品、机顶盒等到可变输出电压的手机充电器应用,再到家电、工业控制及辅助电源等,均可采用InnoSwitch3产品以达到更高效设计。

问:InnoSwitch 3产品提供三种不同版本,以满足不同应用,今后是否还要进一步开发更多版本?

答:根据应用的不同,我们将InnoSwitch 3产品加以细化,推出三种不同的系列,以满足特定目标应用的需求。作为一家创新性科技企业,我们也会根据市场的不断反馈和需求,来开发特定的新产品。这也是我们一直在做的。

问:采用InnoSwitch 3的系统是否具有成本方面的优势?

答:InnoSwitch 3的能效(高达94%)已经远远超过国际能效法规的标准。对于那些对能效要求没有严格需求的客户来说,可以使用一些低成本的元器件实现其产品设计,比如可以使用细一些的输出电缆或者小一些的变压器等,在满足世界范围能效法规要求的前提下,使得产品的整体成本更具优势。。

我们有理由期待,设计者利用在任何输入电压及负载条件下均可取得93%以上效率,而且可以省去散热片的InnoSwitch 3,可以使设计更小、更轻。这些设计可以广泛应用于消费电子、计算机和工业应用的适配器和敞开式电源,如手机充电器、快速充电/USB功率传输、笔记本电脑适配器、家电、机顶盒、LCD显示器、LCD电视机、服务器待机电源、物联网(IoT)、工业控制以及众多其他应用。

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