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準日益多樣化的需求。

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，同時更加精準的SR FET控制技術(shù)，進而可以實現(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。”Jason 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，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準的要求，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，在眾多變換器拓撲結(jié)構(gòu)中，反激式拓撲是最常用的一種，而在InnoSwitch5-Pro IC產(chǎn)品設(shè)計中，PI創(chuàng)新地將ZVS反激式拓撲與GaN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)量遠遠少于非對稱半橋（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，可進行自適應(yīng)的DCM/CCM和ZVS控制，從而在整個輸入電壓和負載范圍內(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)品的不斷進步和完善。