如今的AC/DC電源轉(zhuǎn)換市場變化之快,大家有目共睹,特別是各種快充協(xié)議層出不窮,令人應(yīng)接不暇。這對電源廠商來說并不算是一個好消息,因為他們不得不根據(jù)不同客戶不同產(chǎn)品的需求,提供不同的電源產(chǎn)品,這對電源工程師的工作負(fù)荷以及廠商供應(yīng)鏈管理都是挑戰(zhàn)。
這不免使人遐想:如果能夠有一種“萬能”的方案,用一個設(shè)計去適應(yīng)不斷變化的市場需要,以“不變”應(yīng)萬變,那就完美了。你別以為這是一個天馬行空的“腦洞”,Power Integrations(以下簡稱PI公司)最新推出的InnoSwitch3-Pro離線反激式開關(guān)電源IC就是為了填補(bǔ)這樣的“腦洞”而生的!
顧名思義,InnoSwitch3-Pro是去年剛剛推出的InnoSwitch3電源IC的升級版,所以自然傳承了之前InnoSwitch3諸多出眾的特性,比如:可提供最高65W的輸出功率;在各種輸入電壓及負(fù)載條件下均可高達(dá)94%的效率;動態(tài)特性出色;集成了完善的保護(hù)特性等等。
不過這顆電源IC之所以可以在名字上加個“Pro”,最大的差異就是芯片中集成了一個I2C接口,通過這個接口微處理器可直接與電源IC相連,通過控制信號對輸出電壓及電流進(jìn)行精確的動態(tài)階躍控制——電壓階躍步長為10mV,電流階躍步長為50mA——實現(xiàn)數(shù)字可編程的功率變換。電源工程師采用這一種電源設(shè)計,加上合適的微控制器,就可以支持USB PD 3.0 + PPS 、QC4、SCP、FCP、VOOC等幾乎任何動態(tài)快充協(xié)議。
圖1 集成I2C接口的InnoSwitch3實現(xiàn)數(shù)字可編程的功率變換
同時,除了對輸出電流和電壓的控制,InnoSwitch3-Pro的“數(shù)字可編程”特性還體現(xiàn)在保護(hù)功能的可設(shè)定上。無論是電源保護(hù)特性的響應(yīng)機(jī)制還是各種保護(hù)的觸發(fā)閾值均可通過軟件進(jìn)行外部設(shè)定,這極大地增加了電源設(shè)計性能的設(shè)計靈活性。InnoSwitch3-Pro集成了總線電壓、電流和故障報告的遙測技術(shù),以及可外部設(shè)定電源的過溫保護(hù)點(diǎn)(OTP)、輸入過壓/欠壓(OV/UV)保護(hù)點(diǎn)、輸出過壓/欠壓(OV/UV)保護(hù)和短路保護(hù)的反應(yīng)機(jī)制,使得復(fù)雜的離線式電源的BOM元件數(shù)大幅減少,電源設(shè)計的復(fù)雜度也可大幅簡化。
圖2 InnoSwitch3-Pro系統(tǒng)原理圖
對于電源廠商來說,InnoSwitch3-Pro帶來的變化可能是顛覆性的。由圖3可以看到,傳統(tǒng)的電源生產(chǎn)方式在應(yīng)對多種不同客戶的需求時,不得不為不同的規(guī)格做單獨(dú)的設(shè)計,為不同設(shè)計的BOM庫存?zhèn)淞?,通過多條產(chǎn)線分別進(jìn)行生產(chǎn);而采用InnoSwitch3-Pro之后,用單一設(shè)計、同樣的BOM、一條產(chǎn)線就可以靈活地應(yīng)對各種電源設(shè)計的要求。而采用InnoSwitch3-Pro的設(shè)計只需進(jìn)行一次安規(guī)認(rèn)證即可滿足多種輸出規(guī)格特性的電源的需要,這大大節(jié)省了認(rèn)證費(fèi)用。這對傳統(tǒng)的電源設(shè)計來說是難以想象的。
圖3 InnoSwitch3-Pro對傳統(tǒng)電源生產(chǎn)方式的變革
也正是因為具備這種“靈活性”,InnoSwitch3-Pro的市場支點(diǎn)不只局限在快充領(lǐng)域,在非充電類的應(yīng)用中,用單一的電源設(shè)計可實現(xiàn)多種輸出特性,同樣可以實現(xiàn)更佳的成本效益,同時還可根據(jù)不同地區(qū)的保護(hù)特性要求對產(chǎn)品進(jìn)行編程設(shè)定,以滿足各個地區(qū)對電源設(shè)計的要求。再者,電源一旦出廠之后,如果客戶有改變輸出特性的需求,也可在現(xiàn)場利用軟件對電源進(jìn)行輸出規(guī)格的變化或者保護(hù)特性的設(shè)定,可以非常及時的滿足終端客戶對電源的臨時變更需要。
正如Power Integrations產(chǎn)品營銷總監(jiān)Shyam Dujari所說:“能夠在不同應(yīng)用環(huán)境下精確控制電源的輸出電壓及電流,對于需要小批量生產(chǎn)的專業(yè)應(yīng)用的設(shè)計者也非常有用,因為他們可以使用軟件在生產(chǎn)時或在安裝過程中輕松地對輸出規(guī)格進(jìn)行配置,從而滿足不同應(yīng)用的電源需要。”
為了能讓開發(fā)者能夠盡快體驗到InnoSwitch3-Pro帶來的“紅利”,PI公司已經(jīng)準(zhǔn)備好了一系列配套的資源,比如:
完整的API庫,易于實現(xiàn)基于對象的編程
Doxygen程序生成器,生成高質(zhì)量的軟件參考文檔
與不同微處理器相配合的參考設(shè)計,加速客戶產(chǎn)品和方案的實現(xiàn)
圖4 InnoSwitch3-Pro參考設(shè)計清單
“總之”
InnoSwitch3-Pro在電源設(shè)計領(lǐng)域開拓出一種全新的玩兒法,它在電源工程師的當(dāng)中最終能夠幻化出什么樣的精彩,讓人充滿了期待。
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電源
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原文標(biāo)題:【深度報道】用一個電源設(shè)計,適應(yīng)所有快充協(xié)議!PI的這顆芯片做到了
文章出處:【微信號:Power_Integrations,微信公眾號:PI電源芯片】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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