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如何用极简设计做靠谱的快充应用

在追求极致功率密度的探索上,PI一直没停过。之前PI推出的InnoSwitchTM3-PD系列IC,就是面向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。

其在内部集成了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。

BOM比传统最佳解决方案少的多

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,同时还能提升系统的稳定性。

InnoSwitch3-PD实现的不同设计样例:       

20W小魔方充电器设计:

尺寸与市面上5W产品相当,是极具吸引力的小体积方案。       

50W超薄充电器方案:

通过INN3870C+MinE-CAP结合、单PCB设计、平面变压器,整体设计的高度可以做到小于10mm,同时还能达到1.12W/cm3的功率密度。       

65W小魔方充电器:只用53个元件、简单的双PCB就达成了设计,而在当前主流方案中,往往需要3-4块板子才能实现,大大缩减了系统成本,并提升了对振动冲击的保护性。 

InnoSwitch3-PD解析

通过分析InnoSwitch3-PD方案不难发现:PI为快充应用所做的各种设计优化。集成USB PD控制器,能够同时支持USB PD3.0、PPS和QC4协议,且内部带有一次性可编程(OTP)存储器,可以根据客户的需求进行软件的定制。同时,PI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和成本。内部集成的Type-C控制器,符合USB Type-C Rev.1.3标准,同时实现了CC1/CC2过压保护(28V)。此外,器件还有用于NTC电阻的专用温度检测引脚。

出色的功率变换能力

InnoSwitch3-PD继承了InnoSwitch3家族的高效率,效率最高可达95%。其电源设计具有低至14mW的空载功耗,符合所有全球能效法规。这些器件的高效率可显著降低散热量,无需大片的散热片。PI的FluxLink高速通信反馈链路可确保快速、精确的次级侧调整。

InnoSwitch3-PD IC同样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。

其封装采用了符合安规的宽爬电距离 InSOP™-24D封装(MSL 3),同时新增了CC1、CC2通信引脚和NTC热敏电阻监测连接。

为满足市场的各种需求,PI还提供了多款元件型号供选择。

另外,PI还提供了2款参考设计,分别是:

DER-837:45W USB PD 3.0 + PPS:

https://www.powerint.cn/zh-hans/design-support/design-examples/der-837-45-w-usb-pd-30-power-supply-33-v-11-v-5-45-w-power-limited-pps-output-using-innoswitch3-pd-powigan-inn3879c-h803

RDR-838:60W USB PD 3.0 + PPS

https://www.powerint.cn/design-support/design-examples/rdr-838-60-w-usb-pd-30-power-supply-33-v-21-v-pps-output-using-innoswitch3-pd-powigan-inn3879c-h801?language=zh-hans

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2023-04-25 18:11

 PI确实是把空间做到极致了。以前都能看到一堆的外围器件,但是pi把它很多都集成在里面,这个确实很难得,包括光耦都集成进去了。也是厉害

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Marcia
LV.6
3
2023-04-25 19:38

这个体积绝了   

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Marcia
LV.6
4
2023-04-25 19:39

小体积高效率,也就PI了 

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2023-04-25 20:33

InnoSwitch在减小体积的同时提高利用效率,很棒

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阿飞啊
LV.6
6
2023-04-26 13:50

特别不错的分享

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hellbaron
LV.6
7
2023-04-26 13:55

这是极简设计么,看着不简单啊,都是技术

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2023-04-27 00:13

超级集成的设计,为电源节省了很多的外围器件,很大程度上节省了成本以及缩短了开发时间

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XHH9062
LV.9
9
2023-05-02 21:43

目前适应于多大功率的快充?

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紫蝶
LV.9
10
2023-05-06 09:10
@hellbaron
这是极简设计么,看着不简单啊,都是技术

InnoSwitch4系列芯片应用于有源钳位反激架构,可实现主开关管的零电压开关,降低器件温升。

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2023-05-13 22:12
@Marcia
小体积高效率,也就PI了 

主要是PI的产品性能很不错,集成度高,且包含 很多保护功能。

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紫蝶
LV.9
12
2023-07-08 10:13
@Marcia
小体积高效率,也就PI了 

基于PowiGaN的IC在整个负载范围内的效率高达95%,在封闭式适配器不需散热片。

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2023-08-31 22:48
@change0806
 PI确实是把空间做到极致了。以前都能看到一堆的外围器件,但是pi把它很多都集成在里面,这个确实很难得,包括光耦都集成进去了。也是厉害

是的 

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2023-08-31 22:48
@Marcia
这个体积绝了  

是挺不错

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2023-08-31 22:48
@Marcia
小体积高效率,也就PI了 

这个评价 真高

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2023-08-31 22:49
@追魂幡℃
InnoSwitch在减小体积的同时提高利用效率,很棒

还是很不错的

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2023-08-31 22:49
@阿飞啊
特别不错的分享

谢谢支持

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2023-08-31 22:49
@hellbaron
这是极简设计么,看着不简单啊,都是技术

优势

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2023-09-22 11:29
@川理学子
超级集成的设计,为电源节省了很多的外围器件,很大程度上节省了成本以及缩短了开发时间

Type-C是一种新的接口规范,在实现了USBpD协议以后,能支持更高的充电功率、支持正反插入、有更快的传输速度。

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天晴朗
LV.6
20
2023-09-22 16:55

FluxLink高速通信反馈链路可确保快速、精确的次级侧调整

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dy-HVtKSbgH
LV.4
21
2023-09-25 20:28

高效率、低功耗的不错应用

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方笑尘MK
LV.7
22
2023-09-25 20:43

这个IC集成化真的很厉害了,小体积实现了这么多功能

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