深耕消费电子领域，InnoSwitch4-Pro重新定义氮化镓充电技术

氮化镓凭借着在电力电子、射频电子、显示照明和严酷环境中的出色表现，受到各大厂商的青睐，并且由于智能手机的氮化镓快速充电器的普及，氮化镓也在消费者心中贴上了高能效、小体积的标签。11月15日，Power Integrations（以下简称PI）在德国慕尼黑电子展（Electronica）期间发布InnoSwitch系列第四代升级版产品InnoSwitch4-Pro，标志着PI进一步挖掘氮化镓潜力，深耕消费电子产业，赋能美好生活的决心。

作为领先的USB PD设计及应用的革新者，PI在2015年就推出了InnoSwitch系列第一代氮化镓高集成度开关芯片，2017年推出InnoSwitch3系列恒压/恒流离线反激式开关电源芯片，2019年推出InnoSwitch系列第三代升级版InnoSwitch3-Pro，2021年与2022年推出以有源钳位反激拓扑方式工作的InnoSwitch4-CZ芯片和最高集成度的InnoSwitch3-PD芯片，今年推出的是第四代产品InnoSwitch4-Pro。InnoSwitch4-Pro是一款使用有源钳位的数字可编程反激式氮化镓开关芯片产品系列，它集合了InnoSwitch4有源钳位的工作方式与I²C接口灵活的可编程特性。

UFCS是中国通信标准化协会发布的新标准，也是中国推广通用充电标准的一部分。该协议协调考虑现存的中国专有的一些快充标准，使用D+和D-线进行通讯。输出可设定，并且连续可调。功率范围从45至65W (将来扩展至200W)，有5V、10V、20V和30V四种可编程输出电压，标准中规定电流≤4A，电缆需有电子标识。

PI InnoSwitch4-Pro系列可数字控制的离线恒压/恒流零电压开关(ZVS)反激式IC，具有广泛适用性，支持包括UFCS、USB-PD、PPS在内的任何通讯协议和其它各种客户定制化协议，兼容CC1和CC2、D+ & D-命令输入，电源状态报告功能，保护特性可编程设定。同时通过不受外部协议影响的接口(I2C)对电源的各种特性进行控制，简单的接口加上高频有源钳位工作意味着可实现极小尺寸的设计。

PI InnoSwitch4-Pro体积小巧的原因是InnoSwitch家族IC将初级、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，所有InnoSwitch IC都集成了初级功率开关、初级侧控制器、具备同步整流驱动的次级侧控制器以及可省去光耦器的创新性的FluxLink技术。这让电源芯片的封装得以实现高度集成，有利于降低充电器设计的体积。InnoSwitch4技术增加了零电压开关特性，更高的开关频率，却不会带来效率的降低，包含线电压检测及给外部微处理器供电的情况下，空载功耗可达到30mW以下；采用稳定耐用的750V PowiGaN氮化镓初级开关，稳态开关频率高达140kHz，输出可达220W，适合应用于平面变压器。

凭借其特色的低空载功耗、低待机功耗，PI已经成为全球领先的氮化镓功率IC设计及供应商，也是第三代半导体新兴技术的领军者之一，PI资深技术培训经理Jason Yan介绍，“这次发布的InnoSwitch4-Pro产品的初级侧都集成了氮化镓的开关，可减少用于手机、笔记本电脑、平板电脑和多端口配件市场的超紧凑适配器应用所需的元件数量和PCB板面积。”

除此之外，InnoSwitch4-Pro还更新了新特点及指令集，集成了新的故障保护特点及增强特性，如输入/输出过压/欠压(OV/UV)保护特性，ISSC/CCSC特性，VBUS开关短路故障保护特性，代码更加简化、响应更快捷、有更多可选项；可选ZVS或QR的开关特性。搭配ClampZero IC可提供最佳的效率表现，且可使用更小的磁性元件。而当与HiperPFS-5搭配构成两级变换时效率仍然可达95%。准谐振开关(无ClampZero搭配的情况下)工作时，开关频率增加，利于使用更小的磁性元件；可选的仅DCM的工作方式可在负载跳变期间降低SR FET的电压应力，从而优化SR FET的成本。

PI产品营销经理Aditya Kulkarni表示：“InnoSwitch4-Pro IC可与Power Integrations的ClampZero系列有源钳位IC无缝衔接，在连续导通模式(CCM)和非连续导通模式(DCM)下实现ZVS。ZVS与我们的PowiGaN技术相结合，几乎消除了开关损耗。其超过95%的效率，使设计人员能够省去热管理通常需要的散热片、导热片和灌封材料。”

在谈及InnoSwitch4-Pro的封装时，Jason Yan指出，InnoSwitch4-Pro的InSOP-28D封装(MSL 3)的加宽的爬电间距和空间间距>11 mm，易于满足国际安全标准要求，也可满足中国5000m海拔地区的间距要求。

在设计支持工具方面，InnoSwitch4-Pro拥有完整的支持工具，包括PI Expert套件、RDK-942, DER-960参考设计。使用InnoSwitch4-Pro + ClampZero IC的65W输出USB PD 3.0 + PPS设计的RDK-942参考设计套件，通用输入范围为90 - 265VAC，230VAC输入下空载功耗<25mW。115VAC输入时，平均效率为92.3%；230VAC输入时，平均效率为93.4%。使用HiperPFS-5 InnoSwitch4-Pro + ClampZero IC的100W输出USB PD 3.0 + PPS设计的DER-960参考设计套件，通用输入范围同样为90 - 265VAC，230VAC输入下空载功耗<50mW。115VAC输入时，平均效率为>92%；230VAC输入时，平均效率为>93%。使用InnoSwitch4-Pro+ClampZero IC+MinE-CAP器件的全氮化镓搭配组合可以进一步降低适配器的尺寸。MinE-CAP IC同样基于PowiGaN技术，可将输入电容的尺寸减小约40%。

PI RDK-942参考设计

PI DER-960参考设计