来完成其规划方针。在实践规划时,终究应该挑选哪一种呢?一些规划工程师会依据个人偏好、了解程度以及在某些特别运用傍边曩昔常用的历史经验来做出相应的挑选。但是,当面临两种或更多或许的解决计划时,最佳计划的选取则取决于合理的工程推理、规划要求以及功率、尺度、BOM、功率密度、规划简易性的优先等级以及其它影响规划的一些要素。
Power Integrations (PI)面向电视机、显示器和大功率充电器运用供给全系列高度集成的反激式改换器,这些器材均选用超薄封装。咱们还供给一系列新的LLC开关IC,与咱们的新式HiperPFS™-5功率因数校对(PFC)前级IC调配运用时,可在相同的运用傍边以极高的功率供给高达240W的功率输出。
阻隔反激式拓扑是最简略完成的。Power Integrations供给许多反激式操控器IC产品系列,其间包含InnoSwitch渠道。InnoSwitch IC的要害立异之处是选用Power Integrations共同的FluxLink™磁感应耦合技能,该技能的运用不仅能完成准确的高功用次级反应操控,并且还具有一般只要初级反应操控才具有的线路简略及元件数目少的优势。而高效的同步整流技能的运用,可以确保整个负载规模内均供给极高的功率,一起具有极低的空载功耗。由于FluxLink的运用,线路中无需光耦器,可以确保初级和次级同步整流开关管协同作业,不会发生交越导通现象,从而大大增加了可靠性。。
Power Integrations供给丰厚多样的InnoSwitch反激式IC,内部集成各种不同电压的硅、氮化镓(GaN)以及用于轿车运用的碳化硅(SiC)功率开关。关于需求经过反激计划完成最佳功率和最小尺度的规划工程师来说,可以选用InnoSwitch4-CZ和ClampZero™有源钳位IC(均选用GaN开关)以及HiperPFS-5 PFC级,规划出体积极小的可量产出售的USBPD移动设备充电器(见图2)。详细详见Power Integrations的参阅规划DER-957。
InnoSwitch4-CZ产品系列选用薄型InSOP-24D封装,内部集成了一个750V PowiGaN开关、初级和次级操控器、ClampZero接口、同步整流以及契合安全规范的反应链路。高达140kHz的稳态开关频率下降了变压器尺度,进一步进步功率密度。相较于其它有源钳位反激计划,InnoSwitch4-CZ和ClampZero芯片组可供给高达95%的功率,并在不同输入电压、体系负载和所选输出电压下坚持极高的功率。这是经过对具有零电压开关特性的主功率开关以及有源钳位开关,进行变频的非互补方式的操控来完成的。这种操控办法一起支撑接连和非接连导通作业方式,可极大地进步规划灵活性,并在一切作业条件下完成功率最大化。这些反激式开关IC具有优异的恒压/恒流精度,且不受外围元件参数改变的影响。在确保输入电压检测、安全及维护功用的前提下,其空载功耗小于30mW。
2021年,全球移动设备充电专家Anker宣告其Nano II系列USB C充电器根据InnoSwitch4-CZ和ClampZeroIC规划而成,并且表明该芯片组“具有极为超卓的集成度和功率水平,是Nano II系列完成超紧凑规划的要害所在。”
上述规划计划现已十分紧凑精巧,那么客户还会提出哪些更高的需求呢?怎么满意这些需求?答案是更高的功率水平,可凭借Power Integrations的HiperLCS™-2芯片组,一种半桥式谐振开关或LLC拓扑架构来完成。这种双芯片解决计划可以让规划工程师轻松打造出功率极高、超紧凑的电源和适配器规划,以便在市场竞争中取得要害优势。
这种计划运用谐振开关来消除开关转化期间发生的损耗,乃至可以比最佳的反激式规划所完成的功率还要高出至少2%。HiperLCS-2双芯片解决计划由一个阻隔器材和一个独立半桥功率器材组成。其间的阻隔器材中集成了高带宽的LLC操控器、同步整流驱动器和FluxLink阻隔操控链路;而独立的半桥功率器材则选用Power Integrations共同的600V FREDFET(快康复外延型二极管FET),可供给无损耗电流检测,并且还集成上管和下管驱动电路。这两款器材均选用薄型InSOP-24封装。相较于分立式LLC规划,这种高集成度的高效架构无需运用散热片,不同器材之间的参数容差可忽略不计,并且可削减高达40%的元件数量。
根据新式HiperLCS-2芯片组的电源规划可供给250W的输出功率,改换功率超越98%。可在400VDC输入下完成低于50mW的空载输入功率,并且即便在空载时也能供给继续高精度输出,轻松契合全球最严厉的空载和待机功率规范。HiperLCS-2器材可在整个负载规模内保持稳定的高功率功用,并且功耗极低,只需经过FR4PCB板直接传导散热,在接连输出功率高达220W的适配器规划中无需散热片,并且可以短时供给170%的峰值输出功率。一切HiperLCS-2系列器材都具有自供电发动功用,一起还可以为运用公司的HiperPFS IC完成的PFC功率级供给发动偏置供电。次级侧检测的办法可确保在不同输入电压下、整个负载规模内以及大批量出产时具有小于1%的调整精度。相较于传统的光耦,运用Power Integrations的FluxLink技能进行的安全阻隔高速数字反应操控,可供给更快的动态响应和更优异的长时间可靠性。
HiperLCS-2操控引擎还供给渐进式脉冲串方式和操控技能,不会由于在待机期间为了按捺更高的输出纹波,而选用更多的输出滤波元件。
假如以完成极高的功率为最终方针,而不考虑规划简易性、可出产性及详细操作等其他要素,那么LLC谐振改换器无疑是最佳的挑选。
250W仅仅LLC改换器起步功率,它可用于高达数kW的运用。而另一方面,反激式规划在250W时已挨近其极限。就变压器尺度和初级开关电流(因GaN开关具有超低RDS(ON)而有所缓解)要求而言,输出功率若要超越250W,或许需求不同品种的反激计划。后续规划和规划可移植性的需求是工程师在确认选用哪种渠道时有必要考虑的另一个要素。
假如要完成极致的小型化和最低的BOM数,可以挑选反激式InnoSwitch4-CZ规划。关于具有十分宽输出规模(5V、9V、12V、20V,乃至28V)的USB PD充电器和适配器运用,反激计划仍然是最常见的挑选。
许多国家和区域要求额外输入功率超越75W的电源,有必要对输入电流加以校对,使其波形与相位联络与正弦输入电压附近。这一规则是为了避免输电线发生功率损耗和搅扰衔接到交流电源的其他设备。这种调整称为功率因数校对(PFC)。
在本年德克萨斯州休斯顿举办的APEC大会上,Power Integrations推出了一款新的功率因数校对(PFC) IC,HiperPFS-5系列准谐振(QR) DCM PFC IC。其内部集成了750V PowiGaN™氮化镓开关,可在不运用散热片的情况下供给高达240W的输出功率,完成优于0.98的功率因数。其最高功率可达98.3%。这种前级芯片支撑110/220VAC输入,并将输入改换为400V的直流输出母线:运用HiperPFS-5可规划出具有极高集成度的QC DCM升压PFC电路,
Power Integrations的HiperPFS-5 PFC IC运用立异的准谐振(QR)非接连导通方式(DCM)操控技能,可在不同负载、输入电压和每个工频周期内对开关频率进行调整。QR方式的DCM操控可下降开关损耗,并答应运用更小的PFC电感和本钱更低的升压二极管。相较于传统的临界导通方式(CRM)升压PFC电路,变频引擎可将升压电感尺度减小50%以上。低开关和导通损耗(因PowiGaN开关而进一步下降)再加上无损耗电流检测,使HiperPFS-5 IC可以在整个负载规模内供给十分高的改换功率。并且空载功耗仅为38mW。
关于世界规模内因市电供电不稳定而或许导输入电压浪涌的区域,经用的750V GaN开关也十分有用。当运用传统的硅
高压自发动 - 一切这些都集成在一个薄型InSOP™-T28F外表贴装功率封装中。经过将HiperPFS-5 IC与Power Integrations的反激式或LLC开关IC调配运用,可将直流母线V等输出。因而,规划工程师可以轻松满意最严厉的功率规范并省去散热片,一起将物料清单减缩一半,为电视机、显示器、游戏机、电脑一体机和家电运用规划出精美细巧的超快速充电器和大功率USB PD适配器。责任编辑:彭菁
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