隨著電子產品的智能化趨勢越來越明顯，電源產品也要求變得越來越智能，比如需要更高的轉換效率;需要支持不同協(xié)議的快充;需要能夠隨著設備的不同變換輸出電流和電壓等等。這給電源設計工程師帶來了很大的挑戰(zhàn)。
Power Integrations(PI)在推出轉換效率可達94%的AC-DC轉換芯片InnoSwitch3一段時間后，基于該芯片結構，又推出了一款改進型的InnoSwitch3-Pro芯片，來幫助工程師應對這些挑戰(zhàn)。
據PI公司資深技術培訓經理閻金光介紹，InnoSwitch3-Pro的Pro代表的是programmable，即可編程的意思。
通過編程可設定多種參數
InnoSwitch3-Pro是一顆可設定恒壓、恒流和恒功率輸出特性的離線反激式開關電源IC，它可以提供65W的輸出功率，與InnoSwitch3一樣，在各種輸入電壓及負載條件下均可提供94%的高效性能。
與其他電源IC最大的不同在于，該芯片具備了一個I2C數字接口，工程師可以通過I2C接口來設定輸出電壓、電流的大小。此外，還可以對芯片的保護功能進行設定，比如使能/禁止、關斷/自啟動，以及觸發(fā)閾值等等。
閻金光進一步解釋說，“通過簡單的雙線I2C接口，工程師可以對輸出電壓和電流進行精確的動態(tài)階躍控制，其中電壓階躍步長為10mV，電流的階躍步長為50mA。”
InnoSwitch3-Pro可以與MCU配合工作，也可以根據CPU的指令來控制和監(jiān)測離線式電源。對于MCU的選擇，閻金光表示，“只需要一般的8位MCU即可，沒有特殊要求。”
圖1：InnoSwitch3-Pro增加了I2C接口，且依然采用了PI特有的FluxLink磁感耦合技術。
InnoSwitch3-Pro電源轉換IC集成了MCU的VCC電源，無需新增外圍LDO為外部的MCU供電。此外，該芯片還集成了N溝道MOSFET驅動電路，可用于使能或禁止電源的主動輸出。
由于InnoSwitch3-Pro集成了總線電壓、電流和故障報告的遙測技術，以及可動態(tài)設定的各項保護功能，例如可外部設定電源的過溫保護(OTP)、輸入過壓/欠壓(OV/UV)保護、輸出過壓/欠壓(OV/UV)保護和短路保護的反應機制，從而使得復雜的離線式電源的BOM元件數大幅減少，電源設計的復雜度也可大幅簡化。
談到保護功能的設定，閻金光舉例說，在電源輸出的短路保護上，傳統(tǒng)電源一般是采取打嗝模式(自動重啟)，或者鎖死關斷模式，一當選定之后就不可更改了。而InnoSwitch3-Pro不同，工程師可以自行設定保護模式。還有過壓、欠壓、過流和過溫保護等的觸發(fā)閾值，工程師也可以自己設定。甚至在電源設計好了之后也能通過編程方式更改。“這是一種非常靈活的解決方案。”閻金光對電子工程專輯編輯表示。
新的InnoSwitch3-Pro依然采用了Power Integrations的高速數字通信技術 —— FluxLink，此外還具有同步整流、準諧振開關以及精確的次級側反饋檢測和控制電路。新器件已通過CQC、UL和TUV (EN60950)認證，可安全地跨接于電源初次級安規(guī)隔離帶之間。其InSOP-24D封裝還可提供高效散熱的薄型方案，并且初級側與次級側具有更寬的爬電距離(>11.5 mm)和電氣間隙，可靠性更高，抗浪涌及ESD能力更強。
圖3：I2C增加了InnoSwitch3-Pro的靈活性。
支持多種快充協(xié)議
近年來來，AC-DC電源轉換市場正經歷快速的轉變，快充得到了大力推行，但市面上存在著多種快充協(xié)議。電源設計工程師需要一種能適應各種快充協(xié)議的可編程開關電源解決方案。
“InnoSwitch3-Pro支持市面上幾乎所有的快充協(xié)議，包括Quick Charge 4/4+、AFC、VOOC、SCP、FCP，甚至是近期剛制定完成的USB PD 3.0+PPS規(guī)范。”閻金光自豪地表示。
他同時指出，InnoSwitch3-Pro的應用非常廣泛，除了智能手機、筆記本電腦/平板電腦、智能音箱之外，也可以用于可調光LED鎮(zhèn)流器驅動器、輸出可調的工業(yè)電源，以及其他工業(yè)和消費類電池充電器等等。
一個設計滿足多種需求
閻金光認為，InnoSwitch3-Pro將會顛覆傳統(tǒng)的電源生產模式，因為利用InnoSwitch3-Pro，一個設計就可以實現多種電源輸出規(guī)格，可以幫助客戶減少研發(fā)成本;不需要重復的安規(guī)認證;在獲得更快的客戶響應時間的同時能夠降低庫存和管理費用。
圖4：一個設計實現多種電源輸出規(guī)格
當然，由于引入了可編程功能，對電源設計工程師來說，需要學習新的數字編程技術。為了幫助他們轉向可編程電源設計，PI會提供全面的設計支持工具，包括設計指南、程序設計手冊、不同MCU的設計舉例等等給工程師參考。編程工具包括：完整的API庫易于實現基于對象的編程，Doxygen(程序生成器)程序設計工具。
圖5：使用INN3367C的40W輸出的DER-641參考設計
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