PI 的InnoSwitch3-EP系列IC指的是集成初级开关、同步整流和FluxLink反馈技术的恒压/恒流准谐振离线反激式开关电源IC,InnoSwitch™3-EP系列IC可大幅简化反激式电源变换器的设计和生产,特别是那些要求具有高效率和/或小尺寸的电源。InnoSwitch3-EP产品系列将初级和次级控制器以及符合安全标准的反馈机制集成到了单个IC中。InnoSwitch3-EP系列器件集成了多项保护特性,包括输入过压及欠压保护、输出过压及过流限制以及过温关断。该系列器件提供标准输出功率和峰值输出功率选项,以及常用的自动重启动保护功能。
该系列产品按照功率分为如下几个型号
本贴主要介绍应用INN3679C的笔记本电源,电路图如下,工作原理:
如图所示,保险丝F1可隔离电路并提供元件故障保护,共模扼流圈L1和L2与电容C1则提供EMI衰减。桥式整流管BR1对AC输入电压进行整流,并对滤波电容C2提供全波整流DC。电容C3用于降低共模EMI滤波。当电源与AC电源断开时,电阻R1和R2与U2一起使电容C1放电。变压器(T1)初级的一端连接到整流DC总线,另一端连接到InnoSwitch3-EP IC (U1)内开关的漏极端子。
电阻R3和R4为欠压和过压情况提供输入电压检测保护。由二极管D1、电阻R5、R6和R7以及电容C4组成的低成本RCD箝位可在U1内的开关关断的一瞬间对U1的峰值漏极电压加以限制。箝位有助于耗散存储在变压器T1的漏感中的能量。IC具有自启动功能,当首次AC上电时,它使用内部高压电流源对BPP引脚电容(C6)进行充电。在正常工作期间,初级侧控制器从变压器T1的辅助绕组获得供电。辅助(或偏置)绕组的输出端由二极管D2进行整流,并由电容C5进行滤波。电阻R8用于限制提供给InnoSwitch3-EP IC (U1)的BP引脚的电流。
齐纳稳压管VR1与R9和D3一起提供初级检测输出过压保护。在反激式变换器中,辅助绕组的输出端可跟踪变换器的输出电压。如果变换器的输出端出现过压,辅助绕组电压会升高并引起VR1击穿,这会导致电流流入InnoSwitch3-EP IC U1的BPP引脚。如果进入BPP引脚的电流超过ISD阈值,U1控制器将锁存关断,防止输出电压进一步升高。InnoSwitch3-EP IC的次级侧提供输出电压、输出电流检测并驱动提供同步整流的MOSFET。变压器的次级分别由SR FET Q1整流和由电容C8及C9滤波。电容C15和C17用于减少高频输出电压纹波。开关期间产生的高频振荡通过RCD缓冲器(R11、C7和D4)衰减,否则高频振荡会产生辐射EMI问题。二极管D4用于降低电阻R11的耗散。
Q1的栅极由IC U1内的次级侧控制器根据(经电阻R12)馈入IC的FWD引脚的绕组电压进行导通控制。在连续导通模式下,MOSFET就在次级侧向初级侧下达新开关周期请求指令之前关断。在非连续导通模式下,功率MOSFET会在MOSFET的电压降约低于阈值VSR(TH)时关断。初级功率开关的次级侧控制可避免两个开关可能发生的交越导通,提供极为可靠的同步整流工作。IC U1的次级侧或者从次级正向绕组电压供电,或者由输出电压进行供电。连接至IC U1的BPS引脚的电容C10可提供内部电路去耦。电容C11为VO引脚去耦。低于恒流阈值时,器件在恒压模式下工作。在恒压模式工作时,通过分压电阻R15和R16检测输出电压可实现输出电压调整。R16两端的电压以1.265 V的内部参考电压阈值馈入FB引脚。输出电压稳定时,FB引脚的电压为1.265 V。电容C13提供FB引脚信号的噪声滤波。
为了保证可靠性以及良好的EMI,PCB参考布局如下:
应用中还要注意的一点是连接InnoSwitch3-EP IC初级旁路引脚和GND引脚的电容(去耦),还可选择限流点。可以使用0.47 mF或4.7 mF电容。推荐使用额定值至少为10 V (0805)或更大型号的X5R或X7R介质电容,以确保满足最小电容容量要求。陶瓷电容的型号名称(例如,来自不同制造商或不同产品系列的X7R、X5R)没有相同的电压系数。建议查看相应的电容数据手册,确保所选电容在5 V下的电容电压降不会超过20%。请勿使用Y5U或Z5U/0603 MLCC电容,因为此类SMD陶瓷电容的电压和温度系数特性非常差。