【導(dǎo)讀】近日，Power Integrations公司（以下簡(jiǎn)稱PI）推出了針對(duì)家電和輔助電源市場(chǎng)的InnoSwitch-EP系列恒壓/恒流離線反激式開(kāi)關(guān)IC。該系列IC是PI基于其FluxLink專利技術(shù)的商用化產(chǎn)品，可以幫助用戶設(shè)計(jì)出無(wú)需光耦的、高效率、高精度和高可靠性的電源電路。在此器件中，由于采用集成了725 V的 MOSFET、同步整流和精確的次級(jí)反饋檢測(cè)控制，從而在多路輸出設(shè)計(jì)中的交叉調(diào)整率、輸入過(guò)欠壓保護(hù)及動(dòng)態(tài)響應(yīng)方面都有不俗的表現(xiàn)，并且空載功耗可以做到低至10 mW。
PI公司市場(chǎng)總監(jiān)Shyam Dujari表示，在家電和輔助電源市場(chǎng)中，對(duì)于總體能耗和產(chǎn)品可靠性的要求越來(lái)越高，InnoSwitch-EP IC正是因應(yīng)這樣的需求而設(shè)計(jì)的，其在家電、暖通空調(diào)(HVAC)、消費(fèi)電子產(chǎn)品、計(jì)算設(shè)備、電信以及數(shù)據(jù)通信應(yīng)用中的輔助和待機(jī)電源領(lǐng)域?qū)?lái)革命性的變化。
之所以PI對(duì)InnoSwitch-EP IC有如此的信心，我們可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行解讀。
采用FluxLink技術(shù)，性能成本優(yōu)勢(shì)兼得
傳統(tǒng)的AC/DC電源有次級(jí)反饋控制SSR和初級(jí)反饋控制PSR兩種穩(wěn)壓模式。次級(jí)反饋控制電路，是對(duì)次級(jí)電壓電流進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)光耦反饋至初級(jí)的開(kāi)關(guān)IC和高壓MOSFET（見(jiàn)圖1a），進(jìn)而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓；而初級(jí)反饋控制電路是通過(guò)對(duì)初級(jí)感應(yīng)繞組電壓取樣，直接反饋給初級(jí)反饋電壓IC（見(jiàn)圖1b）。這兩種模式各有優(yōu)劣，與SSR相比PSR無(wú)需光耦，在電路上大大簡(jiǎn)化，整體方案的BOM成本較低，但是在性能上有所折中，如對(duì)于變壓器的設(shè)計(jì)比較敏感，在多路輸出時(shí)交叉調(diào)整率比較差；而SSR雖然BOM成本高，但是易于設(shè)計(jì)，性能更好，且利于多路輸出的設(shè)計(jì)。因此PSR和SSR的選擇，一直是困擾電源設(shè)計(jì)工程師的一個(gè)問(wèn)題。
圖1a，次級(jí)反饋控制電路，需要通過(guò)光耦反饋檢測(cè)信號(hào)
圖1b，初級(jí)反饋控制電路，無(wú)需光耦而直接通過(guò)繞組感應(yīng)信號(hào)，簡(jiǎn)化了電路
PI的FluxLink技術(shù)，就是為了解決這個(gè)困擾而開(kāi)發(fā)的。FluxLink技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)高性能次級(jí)反饋控制，而且還能實(shí)現(xiàn)初級(jí)反饋控制通常所提供的線路簡(jiǎn)單以及元器件數(shù)目少的優(yōu)勢(shì)，而高效的同步整流技術(shù)的采用，可以保證在包括重載在內(nèi)的整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)均提供極高的效率，讓電源的設(shè)計(jì)“魚(yú)和熊掌兼得”。
InnoSwitch-EP IC最大的一個(gè)特點(diǎn)，就是采用了Fluxlink技術(shù)，通過(guò)單一器件就可以實(shí)現(xiàn)次級(jí)信號(hào)的反饋和穩(wěn)壓調(diào)整，電路設(shè)計(jì)也大大簡(jiǎn)化（見(jiàn)圖2）。按照PI提供的數(shù)據(jù)，InnoSwitch-EP IC在20 W的多路輸出電源設(shè)計(jì)中可以實(shí)現(xiàn)約90%的效率，同時(shí)將空載功耗降到30mW以下。輸入過(guò)壓保護(hù)點(diǎn)的精度可以做到+/-5%范圍以內(nèi)，而過(guò)流保護(hù)點(diǎn)（OCP）的精度也可以在+/-5%范圍以內(nèi)。
圖2，F(xiàn)luxLink兼具SSR和PSR兩種穩(wěn)壓方式的優(yōu)勢(shì)
多路輸出設(shè)計(jì)中交叉調(diào)整率的改善
在多路輸出的設(shè)計(jì)中交叉調(diào)整率不佳是傳統(tǒng)穩(wěn)壓模式一個(gè)突出的問(wèn)題。在采用二級(jí)管整流的雙路輸出設(shè)計(jì)中，如果使用單路反饋方式的SSR電路，由于繞組之間的影響，負(fù)載從空載到滿載的變化過(guò)程中，輸出整流二極管兩端的壓降會(huì)有200-300mV的差異。而InnoSwitch能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩路輸出的同步整流MOSFET，如果再采用從兩路輸出加權(quán)反饋的方式，既可以實(shí)現(xiàn)交叉調(diào)整率的大幅改善，同步整流管的壓降隨負(fù)載的變化只有30-50mV的差異。（見(jiàn)圖3）
圖3，InnoSwitch采用了加權(quán)反饋方式，優(yōu)化了多路輸出性能
輸入過(guò)壓保護(hù)
InnoSwitch-EP IC具有輸入過(guò)壓保護(hù)功能，能夠確保電路在輸入電壓不穩(wěn)定的情況下也能夠工作。（見(jiàn)圖4）
圖4，InnoSwitch-EP IC輸入過(guò)壓保護(hù)過(guò)程
簡(jiǎn)化的BOM，增強(qiáng)的可靠性
由于光耦的性能會(huì)隨著時(shí)間下降，所以采用InnoSwitch-EP IC而無(wú)需光耦的電源可靠性會(huì)得到加強(qiáng)，同時(shí)電路所需的元器件數(shù)量也大大減少。以一個(gè)20W的電路設(shè)計(jì)為例，整個(gè)方案不到50個(gè)元器件，且不需要散熱片，這使得最終產(chǎn)品的外形尺寸也可以更為小巧。（見(jiàn)圖5）
圖5，采用InnoSwitch-EP IC的方案，BOM大大簡(jiǎn)化
輕載時(shí)的高效率
在輕載時(shí)，InnoSwitch-EP IC仍然可以保持高效率，能夠達(dá)到EC ErP標(biāo)準(zhǔn)的要求。值得一提的是，PI提供的數(shù)據(jù)顯示，0.5W輸入待機(jī)功耗時(shí)可帶載功率約為0.25W，這樣的帶載功率是可以滿足很多具有物聯(lián)網(wǎng)功能的設(shè)備需要的。（見(jiàn)圖6）
圖6，InnoSwitch-EP不同負(fù)載下的都能夠保持較高的效率特性
以上幾張圖，比較全面的展示了InnoSwitch-EP IC創(chuàng)新的特性，其目前有3個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品，輸出功率覆蓋從15W到25W的應(yīng)用。它帶給電源市場(chǎng)的影響才剛剛開(kāi)始。
