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用一个电源设计,适应所有快充协议!PI的这颗芯片做到了

  电子元器件  

Cole 2018-03-13

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  如今的AC/DC电源转换市场变化之快,大家有目共睹,特别是各种快充协议层出不穷,令人应接不暇。这对电源厂商来说并不算是一个好消息,因为他们不得不根据不同客户不同产品的需求,提供不同的电源产品,这对电源工程师的工作负荷以及厂商供应链管理都是挑战。

  这不免使人遐想:如果能够有一种“万能”的方案,用一个设计去适应不断变化的市场需要,以“不变”应万变,那就完美了。你别以为这是一个天马行空的“脑洞”,PowerIntegrations(以下简称PI公司)最新推出的InnoSwitch 3-Pro离线反激式开关电源IC就是为了填补这样的“脑洞”而生的!

  顾名思义,InnoSwitch 3-Pro是去年刚刚推出的InnoSwitch 3电源IC的升级版,所以自然传承了之前InnoSwitch 3诸多出众的特性,比如:可提供最高65W的输出功率;在各种输入电压及负载条件下均可高达94%的效率;动态特性出色;集成了完善的保护特性等等。

  不过这颗电源IC之所以可以在名字上加个“Pro”,最大的差异就是芯片中集成了一个I2C接口,通过这个接口微处理器可直接与电源IC相连,通过控制信号对输出电压及电流进行精确的动态阶跃控制——电压阶跃步长为10mV,电流阶跃步长为50mA——实现数字可编程的功率变换。电源工程师采用这一种电源设计,加上合适的微控制器,就可以支持USBPD3.0+PPS、QC4、SCP、FCP、VOOC等几乎任何动态快充协议。


  图1,集成I2C接口的InnoSwitch 3实现数字可编程的功率变换

  同时,除了对输出电流和电压的控制,InnoSwitch 3-Pro的“数字可编程”特性还体现在保护功能的可设定上。无论是电源保护特性的响应机制还是各种保护的触发阈值均可通过软件进行外部设定,这极大地增加了电源设计性能的设计灵活性。InnoSwitch 3-Pro集成了总线电压、电流和故障报告的遥测技术,以及可外部设定电源的过温保护点(OTP)、输入过压/欠压(OV/UV)保护点、输出过压/欠压(OV/UV)保护和短路保护的反应机制,使得复杂的离线式电源的BOM元件数大幅减少,电源设计的复杂度也可大幅简化。


  图2,InnoSwitch 3-Pro系统原理图

  对于电源厂商来说,InnoSwitch 3-Pro带来的变化可能是颠覆性的。由图3可以看到,传统的电源生产方式在应对多种不同客户的需求时,不得不为不同的规格做单独的设计,为不同设计的BOM库存备料,通过多条产线分别进行生产;而采用InnoSwitch 3-Pro之后,用单一设计、同样的BOM、一条产线就可以灵活地应对各种电源设计的要求。而采用InnoSwitch 3-Pro的设计只需进行一次安规认证即可满足多种输出规格特性的电源的需要,这大大节省了认证费用。这对传统的电源设计来说是难以想象的。


  图3,InnoSwitch 3-Pro对传统电源生产方式的变革

  也正是因为具备这种“灵活性”,InnoSwitch 3-Pro的市场支点不只局限在快充领域,在非充电类的应用中,用单一的电源设计可实现多种输出特性,同样可以实现更佳的成本效益,同时还可根据不同地区的保护特性要求对产品进行编程设定,以满足各个地区对电源设计的要求。再者,电源一旦出厂之后,如果客户有改变输出特性的需求,也可在现场利用软件对电源进行输出规格的变化或者保护特性的设定,可以非常及时的满足终端客户对电源的临时变更需要。

  正如PowerIntegrations产品营销总监ShyamDujari所说:“能够在不同应用环境下精确控制电源的输出电压及电流,对于需要小批量生产的专业应用的设计者也非常有用,因为他们可以使用软件在生产时或在安装过程中轻松地对输出规格进行配置,从而满足不同应用的电源需要。”

  为了能让开发者能够尽快体验到InnoSwitch 3-Pro带来的“红利”,PI公司已经准备好了一系列配套的资源,比如:

  完整的API库,易于实现基于对象的编程;

  Doxygen程序生成器,生成高质量的软件参考文档;

  与不同微处理器相配合的参考设计,加速客户产品和方案的实现;


  图4,InnoSwitch 3-Pro参考设计清单

  总之,InnoSwitch 3-Pro在电源设计领域开拓出一种全新的玩儿法,它在电源工程师的当中最终能够幻化出什么样的精彩,让人充满了期待。

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