刷新最少元件数记录，InnoSwitch3-PD IC再续PI InnoSwitch系列辉煌

从2015年推出InnoSwitch系列第一代高集成度开关IC开始，Power Integrations（以下简称PI）领先的USB PD设计与创新能力便不断惊艳着世人。InnoSwitch IC采用新的FluxLink安全隔离通讯技术，同时集成了初级开关和次级控制电路，不仅减少了元件数，省去低速且不可靠的光耦器，在性能优于传统初级控制方案的同时，还能大幅降低制造成本。而后2017年PI第三代InnoSwitch发布，2019年InnoSwitch3-Pro和采用PI自行研发的氮化镓技术的PowiGaN问世，2020年PI发布实现更高功率密度设计的MinE-CAP，2021年PI推出以有源钳位反激拓扑方式工作的InnoSwitch4-CZ芯片和最高集成的InnoSwitch3-PD芯片，不断续写PI InnoSwitch系列的辉煌。

在InnoSwitch系列产品的研发上，PI一直不遗余力。9月22日PI正式推出的内置USB PD控制器的InnoSwitch3-PD系列反激式开关IC，是业界面向USB Type-C、USB功率传输(PD)和USB数字控制电源(PPS)适配器应用的集成度最高的解决方案。InnoSwitch3-PD系列IC采用超薄InSOP-24D封装，内部集成USB-C和PD控制器、高压PowiGaN开关、多模式准谐振反激式控制器、次级侧检测电路、FluxLink隔离式数字反馈电路和同步整流驱动器，因而能在超紧凑设计中使用最少的元件数。

初级、次级和反馈电路同时集成到一个表面贴装离线式反激开关IC中是InnoSwitch系列IC的共有特点，所有InnoSwitch IC都集成了初级MOSFET、初级侧控制器、用于同步整流的次级侧控制器以及可省去光耦器的创新性的FluxLink技术。新发布的InnoSwitch3-PD方案继承了PI InnoSwitch系列卓越的功率变换能力，效率最高可达95%，空载功耗低至14mW，符合所有全球能效法规，输出功率可达100W，且无需散热片，可靠耐用，其封装采用符合安规的宽爬电距离 InSOP-24D封装(MSL 3)，新增CC1、CC2通信引脚和NTC热敏电阻监测连接。同时新方案具备全面的保护功能，包括输入电压监测、精确的电压缓升/缓降和过压保护，以及具有可对故障响应单独设定的输出过压和欠压故障检测。对于不同等级的输出功率，InnoSwitch3-PD还提供了PowiGaN和硅开关选项，以满足不同的设计需要。

InnoSwitch3-PD有四大特性非常适合于快充应用。一是集成USB PD控制器，支持USB PD3.0+PPS和QC4协议，且内置一次性可编程（OTP）存储器，可以根据客户的需求进行软件的定制；二是内部集成Type-C控制器可简化设计，符合USB Type-C Rev.1.3标准，同时实现了CC1/CC2过压保护（28V）；三是提供必须的USB-PD和PPS功能，省去了软件和接口电路的开发时间/成本；四是有用于连接NTC热敏电阻的专用温度检测引脚。

“该产品可显著减少PD应用方案中的BOM元件数，并且是市场上唯一的USB PD单芯片解决方案”，PI资深技术培训经理Jason Yan介绍说。

以60W USB-PD适配器设计为例，InnoSwitch3-PD总元件数为60，与市场上常见的3芯片、4芯片设计相比，总元件数几乎少了一半，这就意味着InnoSwitch3-PD非常适合要求具备超薄小巧外形的应用。超薄设计，采用单面PCB，易于大批量生产的特性，可以帮助产品进一步改善结构，提升电源的功率密度、可靠性和稳定性。

在谈及单芯片解决方案如何使用最少的元件数达到最好效果时，PI资深技术培训经理Jason Yan展示了InnoSwitch3-PD可实现的不同设计样例，比如采用INN3865C的世界上最小的20W小魔方充电器，它的尺寸与市面上5W产品相当，简单的双PCB板设计，仅用44个元件，是极具吸引力的小体积方案；采用INN3870C+MinE-CAP的50W超薄充电器方案是单PCB设计，采用平面变压器，整体设计高度小于10mm，总元件数为60个；采用INN3870C，使用53个元件和简单的双PCB就可以设计出65W小魔方充电器。

此外，针对不同输出功率应用范围，InnoSwitch3-PD提供了多款元件型号，可广泛满足市场的各种需求。其标准型号内部已经集成了PD应用的协议软件，具备典型的USB PD规范所规定的PDO输出。客户在使用该标准型号产品时无需对相应的协议软件研发投入时间和成本。可大大节省USB PD适配器研发的技术门槛。