9月13日,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(以下简称PI)发布了一款InnoSwitch 3系列恒压/恒流离线反激式开关电源IC,转换效率高达94%。反激式电源是隔离式开关电源的一种,更适合家用电器等小功率场合。

1 图:InnoSwitch 3性能表现

效率改善一小步,性能提升一大步

在隔离电源中,初级侧的电能经由变压器转换到次级侧时是有损耗的,转换效率不可能达到百分百,损失的电能会以热能的形式表现出来。这一方面会造成能量的浪费,另一方面在电路设计时需要考虑到产品的散热情况,一般是通过加大电源外壳表面积以及增加散热片的方法来帮助散热,这样会造成成本的增加。因此,提高隔离电源IC的转换效率显得尤为重要。

从媒体沟通会上得知,InnoSwitch 3的效率进一步提高,由此前InnoSwitch 的92%提高到94%,尽管效率提升只有小小的2%,但是大大地提升了IC 的散热性能并减小了适配器的体积。

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由上表可知,旧款输入功率45W适配器的满载效率87%,这时需要耗散的热量是5.85W;而当PI上一代产品InnoSwitch的满载效率提高到92%时,需损耗的热量只有3.6W,适配器外壳散热所需的表面积下降了38%,适配器理论体积只有之前的48%。InnoSwitch 3进一步将满载效率提高到94%,耗散的热能降到2.5W,适配器理论体积只有旧款适配器的30%。

Power Inregrations产品总监 Shyam Dujari表示:”与我们之前效率极高的InnoSwitch相比, Shyam Dujari的效率更胜一筹,可进一步将热量损耗降低25%,并可以设计出无散热片的紧凑型65W电源。“更好的散热有利于提高元器件的寿命和产品的可靠性。”

我们知道,考试由60分提升到70分很容易,但是由90分提升到95分却会更难。InnoSwitch 3之所以能将效率进一步提升,是因为采用了FluxLink数字反馈技术。

Shyam Dujari表示,在传统的反激式开关电源中,不可或缺的一个元件是光耦,用来进行初级电路和次级电路间的电信号传输。而FluxLink数字反馈技术首次省去了光耦,其原理是在两侧的芯片PIN脚上放置了线圈,采用了磁感耦合的方式进行信号传输。这样做不仅仅节省了光耦这一成本,其信号的传输效率也有提升,实现了极快的动态响应速度。此外,InnoSwitch 3还采用了CCM和准谐振开关的专利技术进一步提高了电源的转换效率。

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利用高效率实现成本优化

Shyam Dujari强调,即使是在快速充电等输出电压不断变化的应用中,InnoSwitch 3在最优条件下仍然能保持93%转换效率的高水准。尽管并不是所有的应用都需要如此高的转换效率,但是工程师可以利用高效率降低元器件的成本,从而降低整个适配器的成本。

除了降低成本,InnoSwitch 3在可靠性上也有所提升。据了解,InnoSwitch 3采用了InSOP-24封装,不仅可提供高效散热的薄型方案,并且初级侧和次级侧的爬电距离和电气间隙可达到11.5mm,可靠性更高,抗浪涌及ESD能力更强,可轻松满足中国5000米海拔(9.5mm电气间隙)的CQC要求。

InnoSwitch 3还集成了完善的保护特性,包括无损耗输入过压及迁压保护、输出过压保护、过功率保护、过流保护、过温保护以及输出整流管短路保护。

此外,InnoSwitch 3还提供三个不同的子系列器件,根据每种目标应用的典型要求用户可自行选择锁存或自动重启动保护功能。InnoSwitch3 IC 产品系列针对不同特定应用提供三种版本:

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CE:外部电流。采用输出电流外部检测的方式,可提供精确的恒流/恒压调整率,从而提高设计灵活性。适合仅有单一输出电压的紧凑型充电器、适配器、物联网和楼宇自动化应用。

CP:具备恒定功率的输出特性。适合 USB 功率传输 ( PD ) 、快速充电以及其他要求具有动态输出电压的应用。

EP:适用于各种嵌入式电源应用。集成了该系列额定电压最高的 MOSFET ( 725 V ),可提供全面的输入电压及负载保护,并且具有出色的多路输出交叉调整率,适合要求严苛的工业控制及家电应用。

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