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解决角雷达系统@@的@@@@ 3 大电源@@设计@@@@挑战@@@@

judy — Tue, 12 Dec 2023 07:04:16 +0000

在@@过去十年@@内@@，雷达传感技术@@@@开始逐步替代传统的@@汽车@@传感方式@@。雷达传感技术@@@@具有@@多项@@优势@@，例如@@@@可以进行远距离检测@@，具有@@更高@@@@的@@分辨率和@@精度@@@@。因@@此@@，雷达传感技术@@@@被广泛应用于驾驶安全功能@@@@、自@@动驾驶和@@高@@级@@驾驶辅助系统@@@@。

雷达技术@@能够直接测量对向物体的@@距离和@@径向速度@@，且在@@阴晴雨雪等@@各类天气状况下均不受干扰@@，这正好符合@@了@@新车碰撞测试@@ (NCAP) 的@@要求@@@@。随着@@汽车@@雷达市场的@@不断扩张@@，角雷达技术@@也得到@@了@@迅速发展@@。

角雷达安装在@@汽车@@前后四个@@角上@@@@，能够感应通过低@@带宽网@@络@@（例如@@@@控制@@器@@局域网@@灵活数@@据速率@@ (CAN-FD)）发送的@@输出@@物体数@@据@@，以便雷达直接处理@@。角雷达可辅助许多应用@@，包括自@@动变道和@@侧向来车辅助@@、盲点检测@@、防撞@@、行人检测和@@车距预警@@。

然而@@@@，设计@@一@@款可靠的@@角雷达应用颇具挑战性@@，特别是@@@@在@@电源@@设计@@@@@@，因@@为@@@@雷达传感器通常@@需要@@特定的@@噪声和@@纹波水平@@、供电@@能力和@@散热来避免影响@@射频@@ (RF) 性能@@。

目前@@，角雷达应用中@@存在@@着三大电源@@设计@@@@挑战@@@@@@：

• 电源@@的@@@@尺寸@@@@。尺寸@@越小@@@@的@@电源@@@@可以提供@@更高@@@@的@@功率@@@@密度@@和@@能效@@，这样在@@设计@@中@@能够增加更多的@@@@188足彩外@@围@@app ，并带来额外@@的@@灵活性@@。由@@于@@汽车@@前后四角的@@空间@@有限@@，智能角雷达应用需要@@更小@@@@的@@电源@@@@解决方案@@@@尺寸@@@@。此外@@@@，缩小@@电源@@@@尺寸@@在@@保证相同功率@@的@@同时@@@@，还能降低@@@@整体系统@@成本@@。

• 雷达传感器的@@低@@纹波和@@噪声规格@@。纹波直接影响@@了@@电源@@的@@@@输出@@电压@@精度@@和@@噪声水平@@，继而@@影响@@系统@@整体的@@射频性能@@@@。虽然可以使@@用@@第二@@级@@电感器@@-电容器@@ (LC) 滤波@@器@@或@@者低@@噪声低@@压@@差稳压器@@@@ (LDO) 来抑制噪声杂散@@和@@纹波@@，但@@是@@@@使@@用@@这些@@@@188足彩外@@围@@app 通常@@会导致电源@@尺寸@@过大@@、温度过高@@@@，以及@@整体成本增加@@。

• 电源@@的@@@@温度@@。随着@@雷达电源@@尺寸@@越来越小@@@@@@，单位面积内产生的@@热量会越来越高@@@@@@，而@@高@@温会影响@@电源@@的@@@@完整性和@@使@@用@@寿命@@。如@@果雷达芯片过热@@，其运行@@速度会减慢@@，严重时@@@@，甚至@@@@可能导致整个@@系统@@关机@@。对于@@智能角雷达来说@@，这个@@问题更为@@重要@@。高@@温会影响@@雷达检测对向物体的@@距离和@@径向速度的@@能力@@。

PMIC 如@@何帮助@@解决电源@@设计@@@@挑战@@@@

与@@分立式方案@@相比@@@@，采用@@电源@@管理@@集成电路@@@@ (PMIC) 可以通过缩小@@解决方案@@@@尺寸@@并简化电源@@架构@@来解决实现功率@@密度@@的@@挑战@@。集成了@@时@@序控制@@电路@@的@@@@ PMIC 可以帮助@@监控温度@@，并能满足@@车辆安全完整性等@@级@@的@@所有@@等@@级@@要求@@@@。

其中@@@@，一@@种方法是@@在@@雷达单片微波集成电路@@上@@使@@用@@@@ 3 个@@低@@噪声降压@@转换@@器@@和@@@@ 1 个@@ 5V 升压@@转换@@器@@@@ PMIC。德州仪器@@ (TI) LP87745-Q1 器件@@是@@专为@@雷达传感器设计@@的@@小@@尺寸@@@@ PMIC。

LP87745-Q1 的@@直流@@@@@@/直流@@@@开关@@有助于降低@@@@整体成本@@、抑制噪声杂散@@、降低@@@@纹波幅度@@，并实现@@ 17.6MHz 的@@开关@@频率@@ (fsw)。这具有@@两大主要优势@@：

• 无需在@@每个@@电源@@轨上@@都放置第二@@级@@@@ LC 滤波@@器@@。由@@于@@高@@@@ fsw大于雷达技术@@的@@中@@频@@，因@@此@@无需滤波@@器@@@@。

• 高@@ fsw 产生的@@纹波幅度更低@@@@，噪声杂散更少@@，因@@此@@更容易控制@@噪声水平@@。

由@@于@@无需增设外@@部@@@@ LC 滤波@@器@@和@@@@ LDO，LP87745-Q1 的@@热耗散更低@@@@，因@@此@@不会影响@@雷达芯片组@@的@@@@ RF 性能@@。LP87745-Q1 的@@温度水平可以管理电源@@的@@@@热耗散水平@@，从@@而@@保持了@@雷达芯片的@@完整性@@。

如@@图@@@@ 1 所示@@，LP87745-Q1 支持@@为@@基于@@@@ CAN-FD 开发的@@@@雷达芯片组@@@@（例如@@@@ AWR2944）提供@@ 1 个@@ 5V 的@@电源@@@@轨@@。

图@@ 1：LP87745-Q1 为@@适用于角雷达应用的@@@@ AWR2944 雷达芯片供电@@@@

结@@语@@

为@@了@@提高@@@@雷达应用的@@性能@@以及@@维护司乘安全@@，解决电源@@设计@@@@挑战@@至@@关重要@@。TI LP87745-Q1 器件@@可支持@@@@ ASIL C 级@@功能@@安全系统@@@@，无需增设电压@@监测器@@，即@@可更轻@@松地@@满足@@系统@@级@@的@@功能@@安全要求@@@@。LP87745-Q1 的@@新功能@@可有助于解决角雷达的@@电源@@@@设计@@@@挑战@@@@，并能够用于前置雷达@@、舱内雷达和@@级@@联雷达的@@设计@@@@@@。

其他资源@@

阅读技术@@文章@@“ADAS工程师需了@@解的@@新@@NCAP雷达要求@@@@”。
下载@@ LP87745-Q1 数@@据表@@@@。

关于德州仪器@@@@ (TI)
德州仪器@@ (TI)（纳斯达克股票代码@@：TXN）是@@一@@家全球性的@@半导体公司@@，致力于设计@@@@、制造@@、测试和@@销售模拟和@@嵌入式处理芯片@@，用于工业@@、汽车@@、个@@人电子产品@@@@、通信@@设备和@@企业@@系统@@等@@市场@@。我们致力于通过半导体技术@@让电子产品@@更经济实用@@，创造一@@个@@更美好的@@世界@@。如@@今@@，每一@@代创新都建立在@@上@@一@@代创新的@@@@基础之上@@@@，使@@我们的@@技术@@变得更小@@@@巧@@、更快速@@、更可靠@@、更实惠@@，从@@而@@实现半导体在@@电子产品@@领域的@@广泛应用@@，这就是@@工程的@@进步@@。这正是@@我们数@@十年@@来乃至@@现在@@一@@直在@@做的@@事@@。欲了@@解更多信息@@，请访问公司网@@站@@www.ti.com.cn

巧用这三个@@@@GaN 器件@@ 轻松搞定紧凑型@@电源@@设计@@@@@@

judy — Thu, 26 Oct 2023 06:21:58 +0000

作者@@：Jeff Shepard，来源@@：得捷电子@@DigiKey

紧凑型@@ 100 瓦电源@@的@@@@应用@@范围不断增加@@，从@@ AC-DC 充电器@@和@@适配器@@@@、USB 供电@@ (PD) 充电器@@和@@快速充电@@(QC) 适配器@@，到@@ LED 照明@@、白色家电@@、电机驱动@@@@、智能仪表@@和@@工业系统@@等@@@@。对于@@这些@@离线反激式@@电源@@@@的@@设计@@@@者来说@@，面临的@@挑战是@@如@@何确保稳健性和@@可靠性@@@@，同时@@继续降低@@@@成本@@@@，提高@@效@@率@@@@，缩小@@外@@形尺寸@@以提高@@功率@@密度@@@@。

为@@了@@解决其中@@@@的@@许多问题@@，设计@@者可以用基于@@宽带隙@@ (WBG) 技术@@的@@器件@@@@ (GaN) 来取代硅@@@@ (Si) 功率@@开关@@@@。这样做直接转化为@@提高@@电源@@效率@@和@@@@减少@@对散热器的@@需求@@@@，从@@而@@实现更高@@@@的@@功率@@@@密度@@@@。然而@@@@，与@@硅@@@@相比@@@@，氮化镓@@开关@@@@更难驱动@@@@。

设计@@师可以克服与@@快速开关@@速度有关的@@问题@@，如@@杂散电感和@@电容以及@@高@@频振荡@@，但@@这样做需要@@增加开发时@@间和@@成本@@。相反@@，设计@@者可以转向高@@度集成的@@@@离线反激式@@转换@@开关@@@@@@@@@@ IC，其内部装有氮化镓@@功率@@器件@@@@。

本文简要讨论了@@氮化镓@@的@@优势及其设计@@挑战@@@@。然后@@，介绍了@@@@Power Integrations的@@三个@@带有@@内部氮化镓@@功率@@开关@@@@的@@集成离线反激式@@转换@@开关@@@@@@@@@@@@ IC 平台@@，并说明如@@何使@@用@@它们来制作高@@效@@率@@的@@电源@@@@转换@@器@@设计@@@@。最后讨论了@@互补@@的@@@@MinE-CAP大容量电容器@@小@@型化和@@浪涌管理@@ IC，以及@@一@@个@@有用的@@在@@线设计@@环境@@。

什么是@@@@ GaN，它有什么好处@@？

GaN（氮化镓@@）是@@一@@种@@ WBG 半导体材料@@，与@@硅@@@@相比@@@@，它具有@@低@@@@“导通@@”电阻@@、高@@击穿强度@@、快速开关@@速度和@@高@@热导率等@@优势@@。使@@用@@氮化镓@@代替硅@@@@，可以制造@@出在@@开启和@@关闭期间具有@@更低@@开关@@损耗的@@开关@@@@。此外@@@@，具有@@等@@效导通@@电阻@@的@@氮化镓@@器件@@比它们的@@同类产品@@小@@得多@@。因@@此@@，在@@既定芯片尺寸@@下@@，氮化镓@@功率@@开关@@@@具有@@较低@@的@@综合传导损耗和@@开关@@损耗@@（图@@ 1）。

图@@ 1：在@@给定的@@芯片@@尺寸@@下@@，与@@硅@@@@ MOSFET 相比@@，GaN 器件@@的@@导通@@电阻@@更低@@@@，导致总损耗更低@@@@。（图@@片来源@@@@：Power Integrations）

虽然氮化镓@@具有@@明显的@@优势@@，但@@它在@@设计@@上@@可能具有@@挑战性@@。例如@@@@，由@@于@@ GaN 器件@@的@@开关@@速度极快@@，驱动@@电路@@布局@@对来自@@@@印刷电路@@板和@@分立@@ GaN 封装@@的@@@@杂散电感和@@电容可能非常敏感@@。驱动@@ GaN 器件@@时@@可能出现的@@快速电压@@波动@@ (dv/dt) 和@@高@@频振荡会产生更多的@@电磁干扰@@ (EMI)，需要@@将@@其过滤掉以防止转换@@器@@效率@@降低@@@@@@。另外@@@@，氮化镓@@器件@@的@@快速开关@@特性使@@得保护@@它们不受故障@@条件的@@影响@@变得很困难@@，因@@为@@@@它们损坏器件@@的@@速度比保护@@电路@@的@@反应还要快@@。

简洁而@@不牺牲性能@@@@

Power Integrations 通过其准谐振@@ InnoSwitch3-CP、InnoSwitch3-EP 和@@ InnoSwitch3-Pro PowiGaN 转换@@开关@@@@ IC（图@@ 2）解决了@@这些@@复杂问题@@。PowiGaN 是@@ Power Integrations 内部开发的@@@@@@ GaN 电源@@开关@@技术@@@@，它取代了@@@@ InnoSwitch3 离线反激式@@转换@@开关@@@@@@@@ IC 初级@@侧的@@传统硅@@晶体管@@。相反@@，它将@@初级@@@@、次级@@和@@反馈电路@@集成在@@一@@个@@单一@@表@@面贴装器件@@@@ (SMD) InSOP-24D 封装@@中@@@@。这样一@@来@@，这些@@器件@@减少@@了@@驱动@@器@@布局@@的@@复杂性和@@@@EMI 的@@产生@@，同时@@也减少@@了@@传导和@@开关@@损耗@@，使@@得适配器@@和@@充电器@@以及@@开放式框架电源@@更有效@@、更轻@@、更小@@@@。

使@@用@@这种方法可以使@@电源@@设计@@@@者专注于电源@@传输@@、热性能@@@@、外@@形尺寸@@和@@其他应用考虑@@，而@@不会被具有@@挑战性的@@@@ GaN 技术@@所干扰@@。

图@@ 2：InnoSwitch3 离线反激式@@转换@@开关@@@@@@@@ IC 带有@@ GaN 开关@@，采用@@节省空间@@的@@@@ InSOP-24D 封装@@。（图@@片来源@@@@：Power Integrations）

采用@@ PowiGaN 技术@@的@@三个@@@@ InnoSwitch3 系列@@针对特定的@@应用@@类别进行了@@优化@@@@。

InnoSwitch3-CP 适用于电池充电等@@应用@@，可以从@@恒定的@@功率@@@@曲线@@中@@受益@@@@。

InnoSwitch3-EP 适用于一@@系列@@消费和@@工业应用中@@的@@@@开放式@@ AC-DC 电源@@。

InnoSwitch3-Pro 器件@@包括一@@个@@@@@@ I²C 数@@字接口@@@@，可实现恒压@@ (CV) 和@@恒流@@@@ (CC) 设定点@@、安全模式@@选项和@@异常处理的@@软件控制@@@@。

InnoSwitch3 IC 具有@@准谐振控制@@功能@@@@，在@@整个@@负载范围内效率@@高@@@@达@@ 95%，支持@@精确@@ CV、CC 和@@恒定功率@@@@ (CP) 输出@@，以满足@@各种应用需求@@，并包含无损电流@@@@感应技术@@@@。后者消除了@@对降低@@@@效率@@的@@外@@部@@电流@@@@感应电阻@@的@@需要@@@@，这些@@电阻@@甚至@@@@可以超过许多分立设计@@中@@的@@@@@@ GaN 开关@@的@@电阻@@@@。

该@@开关@@的@@其他主要特性包括二@@次侧感应@@、专用同步整流@@@@ MOSFET 驱动@@器@@、一@@次侧和@@二@@次侧控制@@器@@间的@@集成@@ FluxLink 电感耦合反馈连接@@@@、>4,000 伏交流@@电@@ (VAC) 的@@隔离@@、符合@@全球能效要求@@@@、低@@ EMI、符合@@安全和@@法规@@@@（UL1577 和@@ TUV（EN60950 和@@EN62368）安全认证@@@@）以及@@ 100% 载荷步的@@瞬态响应@@。

数@@字可控的@@离线@@ CV/CC QR 反激式@@转换@@开关@@@@@@ IC

多化学和@@多协议电池充电器@@@@、可调@@ CV 和@@ CC LED 镇流@@器@@、高@@效@@USB PD 3.0+ 可编程电源@@@@ (PPS)、QC 适配器@@和@@类似应用的@@设计@@@@者可以从@@使@@用@@完全可编程的@@@@ InnoSwitch3-Pro IC 中@@受益@@，包括可用于@@提供@@高@@达@@@@ 90 瓦的@@@@ AC-DC 适配器@@和@@高@@达@@@@ 100 瓦的@@@@开放式框架@@ AC-DC 电源@@的@@@@ INN3378C、INN3379C 和@@ INN3370C（表@@ 1）。当@@需要@@对输出@@电流@@@@和@@电压@@调整进行精细控制@@时@@@@，这些@@器件@@也很有用@@（支持@@ 10 毫伏@@ (mV) 和@@ 50 毫安@@ (mA) 的@@步阶@@）。

表@@ 1：InnoSwitch3-Pro IC 的@@额定工作@@电压@@为@@@@ 230VAC ±15% 输入@@和@@@@ 85 至@@ 265 VAC 输入@@。（表@@格来源@@@@：Power Integrations）

InnoSwitch3-Pro 器件@@中@@的@@@@@@ I²C 接口@@简化了@@完全可编程电源@@@@的@@开发和@@生产@@（图@@ 4）。它能对输出@@电流@@@@和@@电压@@进行动态控制@@@@。它可以用来配置电源@@@@、控制@@ CV、CC 和@@ CP 设置点@@、保护@@设置@@，如@@过压和@@欠压阈值@@@@，并处理故障@@报告@@。集成的@@@@ 3.6 伏电源@@@@可用于@@为@@外@@部@@@@微控制@@器@@@@ (MCU) 供电@@。此外@@@@，<30 毫瓦@@ (mW) 的@@空载功耗@@（包括传感@@线路和@@@@ MCU）符合@@所有@@全球能源效率@@要求@@@@。

图@@ 3：InnoSwitch3-Pro IC 包括一@@个@@@@ I²C 接口@@，用于全数@@字控制@@和@@监测@@，以及@@一@@个@@集成的@@@@@@ 3.6 伏电源@@@@ (uVCC)，为@@外@@部@@@@MCU 供电@@。（图@@片来源@@@@：Power Integrations）

硬件可配置解决方案@@@@@@

针对不需要@@数@@字编程或@@监控的@@应用@@@@，Power Integrations 提供@@了@@@@ InnoSwitch3-CP（图@@ 5）和@@ -EP 系列@@硬件可配置解决方案@@@@@@@@。与@@ InnoSwitch3-Pro 一@@样@@，InnoSwitch3-CP 和@@ InnoSwitch-EP 器件@@包括主控制@@器@@和@@辅助控制@@器@@@@，并在@@单个@@@@ IC 中@@实现了@@额定电压@@@@ >4000 VAC 的@@增强隔离@@。保护@@功能@@包括输出@@过压和@@过流@@限制@@，交流@@线路过压和@@欠压保护@@@@，以及@@超温关断@@。这些@@器件@@具有@@高@@抗噪能力@@，能够让设计@@实现@@ EN61000-4 "A" 级@@性能@@水平@@。

图@@ 4：显示的@@是@@@@ InnoSwitch3-CP 的@@典型@@应用@@，在@@一@@次侧和@@二@@次侧控制@@器@@之间@@有@@ FluxLink 电感耦合反馈连接@@@@（虚线@@）。（图@@片来源@@@@：Power Integrations）

对于@@最高@@@@ 100 瓦的@@@@高@@@@效反激式@@转换@@器@@的@@设计@@@@者来说@@，如@@要让设计@@用于诸如@@@@ USB PD、QC 适配器@@之类应用@@，就可以使@@用@@@@ InnoSwitch3-CP 器件@@，如@@ INN3278C、INN3279C 和@@ INN3270C（表@@ 2）。这些@@ QR 转换@@开关@@@@ IC 具有@@ CV 和@@ CC 模式@@，带有@@恒定的@@电源@@@@配置文件@@@@，支持@@锁存和@@自@@动重启标准@@组合@@。电缆掉线补偿是@@一@@个@@可选功能@@@@。

表@@ 2：用于适配器@@和@@开放式设计@@的@@@@ InnoSwitch3-CP 系列@@额定功率@@@@（表@@格来源@@@@：Power Integrations）

对于@@像水电气表@@@@、工业和@@智能电网@@电源@@@@、白色家电@@的@@待机和@@偏置电源@@@@、消费产品@@以及@@不使@@用@@恒定功率@@操作的@@计算机这样的@@应用@@@@，设计@@人员可选择的@@@@ InnoSwitch3-EP 器件@@如@@@@ INN3678C、INN3679C 和@@ INN3670C（表@@ 3）。

表@@ 3：InnoSwitch3-EP IC 在@@ 230 VAC ±15% 电压@@实现全额定功率@@@@，在@@ 85 至@@ 265 VAC 的@@宽输入@@范围内则@@降额输出@@@@。（表@@格来源@@@@：Power Integrations）

InnoSwitch3-EP 器件@@支持@@良好的@@多输出@@交叉调节@@。输出@@电流@@@@感应可通过一@@个@@外@@部@@电阻@@调节@@，而@@ CV/CC 性能@@非常准确@@，不受任何外@@部@@@@188足彩外@@围@@app 影响@@。这些@@ QR 反激式@@转换@@开关@@@@@@ IC 可选择自@@动重启输出@@欠压保护@@@@，并可订购标准@@或@@峰值@@功率@@传输选项@@。

大容量电容器@@的@@小@@型化和@@浪涌管理@@

为@@了@@进一@@步减少@@@@188足彩外@@围@@app 数@@量@@并提高@@@@ AC-DC 电源@@的@@@@性能@@@@，使@@用@@ InnoSwitch3 PowiGaN IC 的@@设计@@@@人员还可以使@@用@@互补@@的@@@@ MinE-CAP 大容量电容器@@小@@型化和@@浪涌管理@@ IC 来实现非常高@@的@@功率@@@@密度@@设计@@@@（图@@ 8）。MinE-CAP 可以将@@输入@@大容量电容器@@的@@体积最高@@减少@@@@ 50%，而@@且@@它不需要@@限制浪涌电流@@@@的@@负温度系数@@@@ (NTC) 热敏电阻@@@@。MinE-CAP 的@@使@@用@@@@也降低@@@@了@@输入@@桥式整流@@器和@@熔断器的@@压力@@，从@@而@@提高@@了@@电源@@的@@@@可靠性@@@@。

图@@ 5：MinE-CAP 大容量电容器@@小@@型化和@@浪涌管理@@ IC 是@@高@@密度@@ AC-DC 电源@@中@@@@InnoSwitch3 离线反激式@@转换@@开关@@@@@@@@ IC 的@@自@@然补充@@。（图@@片来源@@@@：Power Integrations）

与@@ InnoSwitch3 IC 一@@样@@，MinE-CAP 利用@@ PowiGaN 器件@@的@@小@@尺寸@@和@@低@@导通@@电阻@@来提高@@系统@@性能@@@@。MinE-CAP 根据@@交流@@线路电压@@条件@@，自@@动连接@@和@@断开大容量电容器@@网@@络的@@各个@@部分@@。这样设计@@者就能够使@@用@@最小@@的@@大容量电容器@@@@（图@@ 8 中@@的@@@@ CHV）进行高@@交流@@线路电压@@操作@@，同时@@将@@大部分能量储存放在@@较低@@电压@@的@@电容器@@@@(CLV) 中@@，供低@@线路电压@@条件下使@@用@@@@。由@@于@@低@@电压@@电容器@@比高@@电压@@电容器@@小@@得多@@，使@@用@@ MinE-CAP 可以减少@@大容量输入@@电容器@@的@@整体尺寸@@@@，而@@效率@@没有@@降低@@@@@@，输出@@纹波没有@@增加@@，也不需要@@重新设计@@电源@@变压器@@。
使@@用@@ MinE-CAP 可以减少@@电源@@的@@@@尺寸@@@@@@，就像增加开关@@频率以缩小@@变压器尺寸@@一@@样@@有效@@。MinE-CAP解决方案@@@@使@@用@@了@@更少的@@@@188足彩外@@围@@app ，并消除了@@高@@频设计@@的@@挑战@@，如@@变压器钳位耗散增加和@@@@ EMI 更高@@@@。

在@@线设计@@工具@@

Power Integrations 还提供@@一@@个@@叫@@ PI Expert 的@@工具@@，以加快使@@用@@@@ InnoSwitch3 系列@@ PowiGaN 集成离线反激式@@转换@@开关@@@@@@@@@@ IC 的@@离线反激式@@电源@@@@的@@设计@@@@@@。围绕着一@@个@@自@@动化的@@图@@形用户界面@@ (GUI)，PI Expert 使@@用@@电源@@规格来自@@@@动生成一@@个@@电源@@转换@@解决方案@@@@@@。它为@@设计@@者提供@@了@@@@构建和@@测试一@@个@@原型电源@@转换@@器@@所需的@@所有@@细节@@。使@@用@@ PI Expert，设计@@师可以在@@几分钟内完成一@@个@@完整的@@@@设计@@@@。

使@@用@@基于@@@@ PowiGaN 的@@ InnoSwitch3 IC 进行设计@@与@@使@@用@@基于@@@@硅@@的@@@@ InnoSwitch3 器件@@相同@@。在@@优化@@@@ PowiGaN 和@@硅@@器件@@的@@开关@@频率@@@@、EMI 滤波@@、变压器设计@@@@、偏置和@@同步整流@@时@@@@，PI Expert 的@@作用是@@相同的@@@@。该@@工具自@@动实现任何必要的@@更改@@，以适应基于@@@@ PowiGaN 的@@设计@@@@的@@高@@@@功率@@要求@@@@。该@@工具会输出@@一@@个@@交互式电路@@原理图@@@@@@@@、完整的@@@@ BOM、详细电气参数@@以及@@对印刷电路@@板布局@@的@@建议@@。结@@果还包括完整的@@@@磁设计@@@@，包括磁芯尺寸@@@@、导线厚度@@、并行导线数@@@@、每个@@绕组的@@匝数@@以及@@机械装配的@@绕组说明@@。

结@@语@@

对于@@应用范围包括@@ AC-DC 充电器@@和@@适配器@@@@到@@工业系统@@的@@离线@@ 100 瓦电源@@来说@@，设计@@者面临着需要@@提高@@功率@@密度@@@@，降低@@@@成本@@，以及@@减少@@开发时@@间的@@挑战@@。使@@用@@ GaN WGB 技术@@可以提供@@帮助@@@@，但@@使@@用@@@@ GaN 设计@@需要@@仔细考虑电路@@板布局@@以及@@与@@高@@速开关@@有关的@@其他问题@@。

如@@上@@所述@@，基于@@ InnoSwitch3 QR 反激式@@转换@@开关@@@@@@ IC 的@@更多集成方法@@，能够让设计@@者开发出优雅@@、高@@效@@的@@电源@@@@转换@@器@@@@，获得氮化镓@@开关@@@@的@@性能@@优势@@，同时@@降低@@@@了@@通常@@与@@采用@@新技术@@有关的@@风险@@。

使@@用@@ InnoSwitch3，结@@合@@ Power Integrations 的@@ MinE-CAP 浪涌电流@@@@管理和@@大容量电容器@@微型化@@ IC，以及@@该@@公司的@@@@ PI Expert 在@@线设计@@工具@@，设计@@者可以更快速@@地@@打造出紧凑@@、坚固@@、经济的@@电源@@@@@@，元器件@@数@@量@@更少@@，又符合@@全球效率@@标准@@@@。

SiC 器件@@如@@@@何颠覆不间断电源@@@@设计@@@@?

judy — Tue, 10 Oct 2023 09:16:10 +0000

不间断电源@@@@ (UPS) 和@@其他基于@@电池的@@储能系统@@可以确保@@住宅@@、电信设施@@、数@@据中@@心@@、工业设备@@、医疗设备和@@其他关键设备的@@持续供电@@@@。凭借先进的@@半导体技术@@@@，这些@@系统@@能够确保可靠供电@@@@，提供@@滤波@@功能@@@@，并在@@发生短期电网@@断电时@@保障供电@@@@。对于@@更长时@@间的@@停电@@，这些@@系统@@可以提供@@足够的@@时@@间让关键设备安全地@@关闭@@。

UPS的@@设计@@@@要项@@，我们带大家了@@解了@@@@UPS的@@使@@用@@@@用例@@与@@具体产品@@规格@@，本文将@@从@@@@SiC器件@@的@@角度出发@@，帮助@@您设计@@@@ UPS 或@@其他电池储能系统@@@@。

SiC正在@@推动革命@@

碳化硅@@@@ (SiC) 产品@@，即@@所谓的@@宽禁带产品@@@@，可以对@@ UPS关键参数@@产生积极影响@@@@。高@@开关@@频率可以减小@@@@无源组件的@@尺寸@@并降低@@@@产品@@的@@整体重量@@，方便运输并降低@@@@拥有成本@@，让用户有更多空间@@存放更大容量的@@@@ UPS，以迎接大数@@据时@@代的@@持续增长@@@@。

安森美@@ SiC MOSFET 的@@所有@@器件@@都具有@@雪崩额定值@@@@并符合@@@@ 100% 工作@@电压@@要求@@@@，具有@@出色的@@稳健性和@@可靠性@@@@。与@@许多其他平面型@@ SiC MOSFET 一@@样@@，在@@负栅极驱动@@电压@@下运行@@也没有@@问题@@。由@@于@@特殊的@@平面设计@@@@，安森美@@的@@所有@@@@ SiC MOSFET 产品@@系列@@@@在@@整个@@生命周期内@@ RDS(ON)、VTH或@@二@@极管正向电压@@均无漂移@@。为@@达到@@@@理想性能@@@@，推荐的@@栅极电压@@为@@@@ 18 V，也可低@@至@@@@ 15 V，以与@@上@@一@@代@@ SiC MOSFET 兼容@@。

安森美@@是@@@@“端@@到@@端@@@@”的@@ SiC 供应商@@，涵盖从@@基板到@@模块的@@整个@@流@@程@@。凭借我们垂直整合的@@端@@到@@端@@@@供应链和@@@@ SiC 产品@@的@@出色效率@@@@，我们为@@客户提供@@所需的@@供应保证@@，以支持@@未来快速增长@@的@@市场@@。

图@@ 1. 安森美@@ SiC 产品@@：从@@基板到@@系统@@@@

SiC MOSFET的@@驱动@@器@@@@

基于@@ SiC 的@@ UPS 系统@@有利于高@@频@@，相对于@@硅@@栅极驱动@@器@@@@@@，对于@@ SiC 栅极驱动@@器@@@@提出了@@更高@@@@的@@要求@@@@@@。在@@为@@新一@@代@@ UPS 系统@@选择@@ SiC MOSFET 时@@，为@@了@@提高@@@@ SiC MOSFET 功率@@实施的@@稳健性@@，需要@@强调以下几点@@：

高@@电流@@@@能力@@：在@@导通@@和@@关断时@@@@输送高@@峰值@@电流@@@@以使@@@@ CGS 和@@ CGD 电容快速充电和@@放电@@。

抗扰度强@@：在@@具有@@快速开关@@@@ SiC MOSFET 的@@系统@@中@@@@，SiC 栅极驱动@@器@@@@必须考虑与@@快速@@ dV/dt 和@@感应噪声相关的@@抗扰度@@。特别是@@@@，允许的@@最大和@@最小@@电压@@表@@示@@对正负浪涌事件的@@抗扰度@@。

匹配的@@传播延迟@@：传播延迟是@@从@@@@ 50% 的@@输入@@到@@@@ 50% 的@@输出@@的@@@@时@@间延迟@@，这在@@高@@频应用中@@至@@关重要@@；延迟不匹配会导致开关@@损耗和@@发热@@。

NCP51561 SiC MOSFET（一@@种隔离式@@双通道@@ SiC MOSFET 栅极驱动@@器@@@@）满足@@所有@@这些@@要求@@@@，具有@@ 4.5 A/9 A 拉电流@@@@和@@灌电流@@@@峰值@@@@。NCP51561 提供@@快速而@@匹配的@@传播延迟@@@@。两个@@独立的@@@@ 5 kV RMS（UL1577 额定值@@@@）电气隔离栅极驱动@@器@@@@通道@@，具有@@可调@@死区时@@间@@，可用于@@两个@@低@@边@@、两个@@高@@边开关@@或@@半桥拓扑@@@@。

评估设计@@权衡@@

效率@@是@@储能系统@@的@@一@@个@@重要考虑因@@素@@，而@@效率@@的@@关键是@@高@@速开关@@和@@高@@效@@拓扑@@结@@构@@，例如@@@@ NPC 逆变器拓扑@@结@@构@@。与@@相对简单的@@拓扑@@结@@构中@@配置的@@低@@速半导体相比@@@@，与@@相对复杂但@@高@@效@@的@@拓扑@@结@@构相结@@合@@的@@高@@@@开关@@速度半导体成本更高@@@@@@。然而@@@@，半导体成本的@@增加将@@被其他地@@方的@@节省所抵消@@。比如@@@@，高@@速开关@@转化为@@更低@@的@@模块损耗和@@更长的@@电池寿命@@。它支持@@使@@用@@更小@@@@@@、成本更低@@的@@电容器@@和@@电感器@@，从@@而@@提供@@更紧凑的@@终端@@产品@@@@。在@@性能@@和@@成本@@/尺寸@@/控制@@难度之间@@总是@@存在@@折衷@@。

图@@ 2.逆变器拓扑@@结@@构@@比较@@

寻找产品@@生命周期支持@@@@

开始设计@@时@@@@，应确保您可以获得所选电源@@产品@@的@@@@ SPICE 模型和@@@@ STEP 文件@@。PSpice 模型有助于研究电路@@@@、模块和@@芯片层面的@@反向恢复行为@@和@@寄生效应@@。这些@@模型还支持@@热仿真和@@自@@发热效应的@@探索@@。

此外@@@@，应寻找对第三方仿真工具的@@支持@@@@。而@@且@@，您的@@供应商@@应在@@整个@@产品@@生命周期中@@为@@您提供@@支持@@@@@@，包括仿真@@、产品@@选择@@、布局@@、优化@@、原型制作和@@终端@@客户系统@@的@@生产@@。安森美@@是@@@@各种功率@@半导体器件@@和@@相关组件的@@全方位服务供应商@@@@，提供@@完整的@@@@内部端@@到@@端@@@@供应链和@@全球客户支持@@@@。

结@@论@@

在@@本文中@@@@，我们讨论了@@@@ UPS 和@@其他电池储能系统@@@@、用例@@、拓扑@@结@@构以及@@如@@何选择合适的@@功率@@@@半导体@@。安森美@@凭借长期以来积累的@@专业知识和@@在@@电源@@管理@@和@@转换@@方面的@@地@@位@@，帮助@@全球客户开发采用@@尖端@@技术@@的@@@@ UPS 系统@@，最大限度地@@提高@@负载的@@供电@@质量和@@可靠性@@@@，同时@@降低@@@@拥有成本@@。

在@@设计@@稳健的@@@@ UPS 系统@@时@@@@，采用@@基于@@碳化硅@@@@的@@功率@@@@级@@对于@@减少@@功率@@损耗@@、提高@@功率@@密度@@和@@降低@@@@散热成本起着至@@关重要的@@作用@@。选择以基础设施级@@可靠性@@为@@基础构建的@@高@@@@度稳健的@@@@ SiC 功率@@器件@@是@@设计@@持久耐用的@@@@@@ UPS 系统@@的@@关键@@。安森美@@从@@原材料到@@完整模块解决方案@@@@的@@端@@到@@端@@@@@@ SiC 制造@@流@@程确保了@@出色的@@供应质量和@@可靠性@@@@。

文章来源@@@@：安森美@@半导体@@

半导体器件@@击穿机理分析及设计@@注意事项@@

judy — Tue, 29 Aug 2023 03:55:57 +0000

作者@@：

熊康明@@，英飞凌电源@@与@@传感系统@@事业部@@ 主任工程师@@

柯春山@@，英飞凌电源@@与@@传感系统@@事业部@@ 高@@级@@主任工程师@@@@

在@@日常的@@电源@@@@设计@@@@中@@@@，半导体开关@@器件@@的@@雪崩能力@@、VDS电压@@降额设计@@是@@工程师不得不面对的@@问题@@，本文旨在@@分析半导体器件@@击穿原理@@@@@@、失效机制@@，以及@@在@@设计@@应用中@@注意事项@@。

一@@、半导体器件@@击穿原理@@@@

PN结@@I-V曲线@@如@@图@@@@@@[1]所示@@：

PN结@@正向导通@@@@，反向截@@止@@；

反向电压@@超过一@@定限值@@@@VBR，器件@@发生电击穿@@@@；

正向导通@@时@@@@，电流@@@@超过一@@定限值@@@@（图@@示绿色区域@@之外@@@@），器件@@发生热烧毁@@。

图@@[1]：PN结@@I-V曲线@@

PN结@@的@@击穿原理@@分为@@@@：电击穿@@和@@热击穿@@@@（二@@次击穿@@）。

1）电击穿@@

电击穿@@：指强电场@@导致器件@@的@@击穿@@，过程通常@@是@@可逆的@@@@。当@@电压@@消失@@，器件@@电学特性恢复@@。电击穿@@又分为@@@@：

a）雪崩倍增效应@@

雪崩倍增效应@@：（通常@@指电压@@@@>6V时@@发生@@，）原理如@@下@@：

图@@[2]：PN结@@反偏示意图@@@@

如@@图@@@@[2]所示@@：在@@PN结@@两端@@加反向电压@@@@，随着@@反向电压@@增加@@，PN结@@耗尽区反向电场@@增加@@，耗尽区中@@电子@@（或@@者空穴@@）从@@电场@@中@@获得的@@能量增加@@。当@@电子@@（或@@者空穴@@）与@@晶格发生碰撞时@@传递给晶格的@@能量高@@于禁带宽度@@能量@@（Eg），迫使@@被碰撞的@@价带电子跃迁到@@导带@@，从@@而@@产生一@@堆新的@@@@电子空穴对@@@@，该@@过程叫做碰撞电离@@；课本里把一@@个@@自@@由@@电子@@（或@@者空穴@@）在@@单位距离内通过碰撞电离产生的@@新的@@@@电子空穴对@@的@@数@@目称为@@电子@@（或@@者空穴@@）的@@碰撞电离率@@，表@@示@@为@@@@αin(or αip)。

当@@耗尽区电场@@增加到@@一@@定程度@@，碰撞电离激发出的@@新电子@@-空穴对@@，即@@“二@@次载流@@子@@”，又可能继续产生新的@@@@载流@@子@@，这个@@过程将@@不断进行下去@@，称为@@雪崩倍增@@。如@@果由@@于@@雪崩倍增效应@@导致流@@出@@PN结@@的@@电流@@@@@@趋于无穷大@@，则@@发生了@@所谓的@@雪崩击穿@@，该@@过程简单示意如@@图@@@@@@[3]所示@@。

图@@[3]：雪崩击穿示意图@@@@

发生雪崩击穿的@@条件是@@@@：

其物理意义是@@碰撞电离率在@@整个@@耗尽区积分趋于@@1。由@@于@@αi随电场@@的@@变化强相关@@（如@@图@@@@[4]所示@@），因@@此@@可以近似的@@认为@@当@@耗尽区最大电场@@@@EMAX达到@@@@某临界电场@@@@Ec时@@，即@@发生雪崩击穿@@。Ec与@@结@@的@@形式和@@掺杂浓度有一@@定关联@@，硅@@PN结@@典型@@值@@为@@@@@@Ec = 2×105 V/cm。

图@@[4]：电场@@的@@强相关函数@@图@@@@

为@@了@@更好地@@理解@@PN结@@电场@@强度@@Ec随耗尽区@@XD的@@关系@@，我们在@@这里简单讨论下泊松方程@@：在@@一@@维情况下@@（PN结@@/BJT）泊松方程的@@表@@达形式为@@@@：

等@@式右边第一@@项@@“q”为@@电荷量@@，介电常数@@@@“εs”为@@电通量密度与@@电场@@的@@映射关系@@，括号内表@@示@@自@@由@@离子的@@加和@@@@。从@@直观来看@@，该@@式反映电场@@@@（或@@者电通量密度@@，两者从@@某种角度上@@可以理解为@@反映着同一@@种东西@@）的@@源是@@电荷@@，如@@果是@@记公式@@：泊松方程表@@示@@的@@是@@@@，单位体积内对电通量密度@@（电位移@@）求散度@@，结@@果为@@体积内的@@电荷@@。除了@@从@@电磁学理论出发的@@分析@@@@，该@@式从@@数@@学上@@也可以看成是@@@@：电场@@与@@位置的@@函数@@关系@@。通过解泊松方程@@，便可以得到@@随着@@位置变化时@@@@，电场@@、电势的@@变化情况@@。

接下来我们通过举例来看击穿电压@@@@VB与@@哪些因@@素相关@@：图@@[5]所示@@为@@两种掺杂浓度材料的@@@@Ec VS Xd曲线@@关系@@（其中@@@@，N1>N2）。

图@@[5]不同掺杂浓度@@Ec VS Xd曲线@@关系@@

分析该@@图@@可知@@：

1. 禁带宽度@@E_g越大@@，则@@击穿电压@@@@V_B越高@@@@；比如@@@@Si (E_g=1.12 eV) VS SiC (E_g=3.23 eV)

2. 掺杂浓度越低@@@@，V_B越高@@@@；

3. 击穿电压@@主要取决于低@@掺杂一@@侧@@，该@@侧的@@杂质浓度越低@@@@，则@@V_B越高@@@@。

除了@@上@@述方法可以提高@@击穿电压@@@@V_B，还可以通过增加电场@@维度@@，改变电场@@强度分布@@（如@@图@@@@[6]、图@@[7]所示@@）：比如@@@@英飞凌的@@@@CoolMOSTM系列@@产品@@@@，通过在@@@@N-耗尽区掺入@@P柱结@@构@@（引入横向电场@@分布@@），大幅提高@@@@V_B。这里不再赘述其机理@@，感兴趣的@@读者可在@@@@英飞凌官网@@查阅相关文献资料@@。

图@@[6]SJ MOSFET剖面示意图@@@@

图@@[7]SJ MOSFET内部电场@@仿真示意图@@@@

综上@@所述@@，PN结@@的@@雪崩击穿电压@@@@V_BR还与@@@@PN结@@结@@温@@（T_j）呈现正相关性@@（如@@图@@@@[8]）：

图@@[8]：IPL65R065CFD7 VBR(DSS) VS Tj

其主要原因@@是@@@@：随着@@温度升高@@@@，晶格振动加剧@@，价带电子跃迁到@@导带需要@@的@@@@能量@@E_g更高@@@@，因@@此@@需要@@更强@@的@@电场@@@@。

b）隧道效应@@

隧道效应@@又称为@@齐纳击穿@@、隧道穿通@@，（一@@般发生在@@击穿电压@@@@V_B<4V时@@，）其原理如@@下@@@@：

图@@[9] P+N+结@@电压@@反偏示意图@@@@

将@@两块重掺杂的@@@@P+、N+半导体材料@@结@@合@@在@@一@@起@@，由@@于@@耗尽区两侧@@P+ 、N+载流@@子浓度更高@@@@@@，因@@此@@形成耗尽区宽度@@，较普通@@PN结@@更薄@@@@，耗尽区带电离子浓度更高@@@@@@，内建电场@@@@Eb更强@@。当@@在@@@@PN结@@两端@@加反向偏压如@@图@@@@@@[9]所示@@，该@@电压@@产生的@@电场@@与@@内建电场@@@@同向叠加@@，当@@耗尽区电场@@强度@@＞300kV/cm时@@，电子空穴对@@在@@电场@@力的@@作用下挣脱原子核束缚@@，自@@由@@的@@穿过耗尽区@@，形成电流@@@@@@。顾名思义@@：叫做隧穿效应@@@@，该@@过程微观过程如@@图@@@@@@[10]所示@@。当@@PN结@@两端@@反向电压@@进一@@步增加时@@@@，流@@过@@PN结@@电流@@@@增加@@，电压@@基本保持不变@@。齐纳二@@极管@@（稳压二@@极管@@）即@@是@@利用@@该@@效应制作的@@一@@种稳压元器件@@@@。

图@@[10] 隧穿效应@@示意图@@@@

由@@于@@隧穿效应@@的@@导电离子是@@来自@@@@于挣脱原子核束缚的@@电子@@（或@@者空穴@@），因@@此@@，随着@@温度的@@升高@@@@，PN结@@内部产生热电子浓度增加@@，进而@@导致击穿电压@@@@V_B降低@@@@，使@@得宏观上@@击穿电压@@@@V_B呈现负温度特性@@。该@@过程微观示意如@@图@@@@@@[11]。

图@@[11] 隧穿效应@@VS温度示意图@@@@

在@@这里简单的@@对两种电压@@击穿做对比总结@@@@以方便读者记忆@@：

2）热击穿@@（二@@次击穿@@）

热击穿@@（二@@次击穿@@）指器件@@由@@于@@过电压@@@@、过电流@@@@导致的@@损坏@@，结@@果不可逆@@。通常@@情况下是@@先发生了@@电击穿@@@@，产生的@@高@@@@压大电流@@@@没有@@得到@@及时@@控制@@@@，进一@@步导致过热使@@得器件@@发生烧毁@@。

二@@、设计@@应用注意事项@@

通过以上@@@@分析@@，我们可以得出结@@论@@@@：对于@@硅@@材料的@@半导体功率@@器件@@@@（碳化硅@@@@材料器件@@由@@于@@其原理@@、结@@构与@@硅@@@@材料相似@@，因@@此@@有着相似的@@物理规律@@，这里不再做分析@@，氮化镓@@器件@@由@@于@@其器件@@结@@构与@@传统硅@@差别较大@@，因@@此@@不具备类似的@@规律@@，后续文章可以涉及@@，敬请关注@@），在@@驱动@@电压@@@@V_gs可控的@@情况下@@，主要失效模式@@两种@@：

一@@种是@@@@：过电压@@应力导致器件@@发生雪崩@@，雪崩过程本身是@@可逆的@@@@，但@@如@@果由@@于@@雪崩行为@@没有@@被及时@@控制@@@@，导致器件@@出现过热@@，进一@@步导致器件@@封装@@烧毁@@、bonding材料或@@者结@@构毁坏@@、甚至@@@@芯片半导体结@@构损坏@@，该@@过程不可逆@@。

第二@@种是@@@@：过电流@@@@应力导致器件@@温升超过其极限值@@@@，进一@@步导致器件@@封装@@烧毁@@、bonding材料或@@者结@@构损坏@@、甚至@@@@芯片半导体结@@构破坏@@，该@@过程亦不可逆@@。

因@@此@@，我们在@@设计@@使@@用@@半导体功率@@器件@@电路@@时@@@@，必须严格的@@遵照相关的@@标准@@@@（例如@@@@IPC9592B-2012），规范化降额设计@@@@，以保证产品@@在@@整个@@生命周期内@@，半导体器件@@可以运行@@在@@规格书的@@范围内@@，以显著降低@@@@产品@@的@@失效率@@@@。更多的@@关于半导体器件@@雪崩设计@@应用指南请参考英飞凌应用笔记@@：AN_201611_PL11_002，本文不再赘述@@。

后记@@

随着@@半导体产业竞争趋于白热化@@，在@@半导体器件@@设计@@中@@@@，一@@个@@不争的@@事实@@：对于@@相同的@@技术@@下@@，Rds(on)越小@@@@，芯片尺寸@@越大@@@@，器件@@热阻越小@@@@@@，抗雪崩能力越强@@。但@@是@@@@对于@@半导体器件@@来讲@@，并不是@@芯片尺寸@@越大@@@@越好@@，更大的@@尺寸@@意味着更大的@@寄生参数@@@@，更大的@@开关@@损耗@@，因@@此@@限制了@@电源@@朝着高@@频高@@密的@@方向发展以进一@@步降低@@@@系统@@成本@@@@。因@@此@@，在@@设计@@器件@@过程中@@@@，需要@@综合性的@@权衡各项参数@@@@，以设计@@出综合能力更全面的@@产品@@@@。英飞凌公司作为@@全球功率@@器件@@的@@领头羊@@，一@@直致力于设计@@@@更全面的@@产品@@以完成其@@“低@@碳化@@”的@@使@@命@@！

参考文献@@：

[1]. 功率@@器件@@发展趋势及前缘介绍@@ – 郑敏@@，电子科技大学@@

[2]. Avalanche Breakdown and Zener Breakdown Effect Explained – allaboutelectronics, YouTube

[3]. AN-1005 - 功率@@MOSFET 雪崩设计@@指南@@–Tim McDonald、Marco Soldano、Anthony Murray、Teodor Avram，国际整流@@器@@

[4]. AN_201611_PL11_002 – 雪崩相关重要事实@@，Infineon AG Technologies

[5]. 微纳电子与@@智能制造@@@@– 张波@@，章文通@@，蒲松@@，乔明@@，李肇基@@

[6]. 微电子器件@@@@– 陈星弼@@，陈勇@@，刘继芝@@，任敏@@，北京@@：电子工业出版社@@

[7]. https://zhuanlan.zhihu.com/p/401288463

英诺赛科@@多款@@TO封装@@GaN强势出货@@，为@@电源@@设计@@@@提供@@丰富选择@@

judy — Wed, 26 Jul 2023 06:50:29 +0000

英诺赛科@@推出多款采用@@@@TO252 / TO220 封装@@的@@@@直驱氮化镓@@芯片@@，基于@@先进的@@@@8英寸硅@@基氮化镓@@技术@@@@，耐压从@@@@650V升级@@到@@@@700V，并迅速量产出货@@，为@@终端@@产品@@的@@电源@@@@设计@@@@提供@@了@@@@丰富选择@@。

主要产品@@介绍@@

INN700TK140C

INN700TK140C是@@一@@颗耐压@@700V，导阻@@140mΩ的@@增强型氮化镓@@芯片@@，采用@@T0252封装@@，具备超高@@开关@@频率@@、无反向恢复电荷@@，低@@栅极电荷和@@低@@输出@@电荷@@@@，符合@@JEDEC标准@@的@@工业应用要求@@@@，内置@@ESD保护@@，符合@@RoHS、无铅@@、欧盟@@REACH法规@@。

该@@产品@@可应用于交直流@@@@变换器@@，DC-DC转换@@器@@，图@@腾柱@@PFC，高@@功率@@密度@@和@@高@@效@@率@@的@@电源@@@@功率@@转换@@@@@@。

INN700TK190B

INN700TK190B是@@一@@颗耐压@@700V，导阻@@190mΩ的@@增强型氮化镓@@芯片@@，同样采用@@@@T0252封装@@，具备超高@@开关@@频率@@、无反向恢复电荷@@，低@@栅极电荷和@@低@@输出@@电荷@@@@，符合@@JEDEC工业应用标准@@@@，内置@@ESD保护@@，符合@@RoHS、无铅@@、欧盟@@REACH法规@@。

可用于@@PFC开关@@电源@@@@，对称半桥@@/LLC/反激开关@@电源@@@@应用@@，DC-DC转换@@，LED照明@@，电池快充@@，笔记本电脑适配器@@@@，电脑以及@@电动工具电源@@等@@高@@能效高@@功率@@密度@@功率@@转换@@@@应用@@。

该@@系列@@@@ InnoGaN 还囊括了@@@@240mΩ/350mΩ/480mΩ/600mΩ等@@不同导阻@@@@，相同封装@@的@@@@产品@@@@，极大满足@@了@@不同应用终端@@的@@需求@@@@。

INN700TH240B

INN700TH240B 是@@一@@颗耐压@@700V，导阻@@240mΩ的@@增强型氮化镓@@芯片@@，采用@@TO220封装@@。基于@@氮化镓@@的@@特性@@，该@@产品@@支持@@超高@@开关@@频率@@，无反向恢复电荷@@，低@@输出@@电荷@@，同时@@符合@@@@JEDEC工业应用标准@@@@，内置@@ESD保护@@，符合@@RoHS、无铅@@、欧盟@@REACH法规@@。

该@@产品@@可用于@@开关@@电源@@@@@@PFC图@@腾柱@@、AC-DC转换@@、DC-DC转换@@、电池快充@@等@@高@@能效@@、高@@功率@@密度@@的@@功率@@@@转换@@@@应用场景@@。

采用@@TO220封装@@的@@@@InnoGaN 同样集齐了@@@@140mΩ/190mΩ/240mΩ/350mΩ等@@不同导阻@@@@，为@@多场景应用提供@@高@@效@@支持@@@@。

TO 封装@@优势@@

从@@材料特性上@@看@@，相较于相同规格@@TO封装@@的@@@@Si MOS，InnoGaN 具备更高@@@@的@@开关@@速度@@，更低@@导通@@阻抗@@，且无反向恢复电荷@@等@@特性@@，能够提高@@方案@@的@@整体效率@@@@。

从@@结@@构上@@看@@，GaN TO封装@@的@@@@散热@@PAD连接@@source端@@，Si MOS连接@@Drian，这就使@@得在@@系统@@设计@@上@@@@，InnoGaN的@@Cpe 可以减小@@@@ 5/6，共模噪音减小@@@@5/6。

从@@系统@@上@@看@@，TO252封装@@使@@得@@GaN器件@@可用于@@红胶工艺@@。客户可通过使@@用@@单面板进行设计@@生产@@，进一@@步降低@@@@系统@@成本@@。TO220封装@@可与@@传统散热方案@@结@@合@@@@，令产品@@适用于更多场景的@@开关@@电源@@@@产品@@@@。

InnoGaN

Si MOS

基于@@8英寸硅@@基氮化镓@@的@@研发工艺和@@大规模量产能力@@，英诺赛科@@产品@@得到@@迅速迭代和@@商用@@。截@@至@@@@2023年@@上@@半年@@@@，高@@、中@@、低@@压@@ InnoGaN 的@@封装@@形式日渐丰富@@，已从@@早期的@@@@DFN拓展到@@@@ Toll，TO 252/220，FCQFN，LGA，WLCSP 等@@多种样式@@，同时@@也推出了@@@@ Solid GaN 合封系列@@@@，加速氮化镓@@市场的@@应用@@@@，为@@高@@效@@能源助力@@。

英诺赛科@@是@@全球领先的@@@@GaN IDM高@@新技术@@企业@@@@，汇集了@@半导体行业资深的@@研发与@@应用团队@@，致力于第三代半导体硅@@基氮化镓@@@@ (GaN-on-Si) 研发与@@制造@@@@。拥有全球最大的@@@@8英寸硅@@基氮化镓@@晶圆生产能力@@，产品@@设计@@及性能@@处于国际先进水平@@，为@@客户提供@@从@@@@15V到@@700V的@@高@@@@、低@@压@@全功率@@氮化镓@@芯片@@。自@@2015年@@成立至@@今@@，英诺赛科@@已获专利@@700多项@@，累计出货量超@@2.5亿颗@@。产品@@可广泛应用于消费电子@@、服务器@@电源@@@@、汽车@@电子及新能源领域等@@前沿领域@@。

英诺赛科@@，用氮化镓@@打造绿色高@@效@@新世界@@！

小@@电源@@@@，大讲究@@

judy — Mon, 22 May 2023 08:20:59 +0000

作者@@：姜杰@@，来源@@：高@@速先生微信公众号@@

成功的@@电源@@@@设计@@@@千篇一@@律@@，失败的@@直流@@@@@@压降各有各的@@秘密@@。

对于@@电源@@的@@@@直流@@@@@@压降@@，高@@速先生之前分享过一@@些低@@电压@@@@、大电流@@@@的@@电源@@@@案例@@，其实@@，对于@@种类繁多的@@小@@电源@@@@@@，由@@于@@电流@@@@相对较小@@@@，设计@@过程中@@更容易被忽视@@，直流@@@@压降超标的@@情况也屡见不鲜@@，稍不注意@@，就容易翻车@@。今天@@，就让我们跟随电流@@@@的@@脚步@@，看看它这一@@路要经历多少磨难@@。

案例一@@@@：电源@@输出@@开源@@“截@@”流@@，电流@@@@密度出师不利@@

我们从@@源头说起@@，大家都知道@@，电源@@输出@@管理模块@@（VRM）附近的@@电源@@@@和@@地@@过孔@@的@@分布会影响@@电源@@的@@@@输出@@@@，知道是@@一@@回事@@，能否做到@@又是@@另外@@@@一@@回事了@@@@。比如@@@@，下面的@@这个@@案例的@@设计@@@@@@。

乍一@@看@@，好像也没啥毛病@@。再来看看电源@@平面的@@电流@@@@@@密度分布@@，问题就一@@目了@@然了@@@@：最左边的@@一@@路电源@@的@@@@输出@@路径@@，基本被红色方框内的@@地@@过孔@@打断@@，导致这一@@路的@@电源@@@@输出@@大打折扣@@，随之而@@来问题就是@@瓶颈区域@@的@@局部电流@@@@密度偏大@@，直流@@@@压降增加@@。

好在@@发现@@的@@早@@，要不@@，高@@速先生就下班了@@@@。

具体的@@修改建议是@@@@，沿着左边的@@黄线@@，尽量加宽该@@电源@@平面@@，是@@否还有其它问题@@，大家可以再仔细看看@@……

案例二@@@@：电源@@磁珠选型不对@@，直流@@@@压降功亏一@@篑@@

随着@@电流@@@@继续前进@@，有时@@会遇到@@磁珠@@。例如@@@@，下面这种情况@@。

1.2V电源@@，电流@@@@6.5A，直流@@@@压降要求@@做到@@@@+/-3%，在@@看到@@仿真结@@果之前@@，估计大家都会认为@@这是@@一@@个@@合理的@@压降要求@@@@。

实际情况是@@@@，磁珠之前的@@电压@@@@1.197V，经过磁珠之后就只剩@@1.164V了@@，仅仅是@@磁珠上@@的@@压降就已经有@@33mV，达到@@@@2.75%！

这就意味着@@，为@@了@@保证压降不超标@@，磁珠后面的@@电源@@@@路径直流@@@@压降不能超过@@0.25%，显然是@@很难达到@@@@的@@目标@@，真是@@让人上@@火@@。

电源@@电流@@@@本身不大@@，为@@什么会在@@磁珠上@@产生这么大的@@压降呢@@？回头再仔细看看磁珠的@@直流@@@@@@内阻@@，居然有@@10mΩ（两个@@并联@@，也有@@5 mΩ）！这么大的@@内阻值@@@@，吃掉@@33mV的@@压降也就不足为@@奇了@@@@。经过与@@硬件攻城狮的@@沟通@@，改用了@@另一@@款内阻较小@@的@@磁珠@@，问题迎刃而@@解@@。

案例三@@：道路曲折的@@电源@@@@@@，前途都不会太光明@@

顺利解决了@@磁珠压降@@，电源@@面对的@@挑战才刚刚开始@@。

因@@为@@@@，好的@@电源@@@@层面资源通常@@都会优先分配给大电流@@@@的@@电源@@@@@@，其它电源@@只能见缝插针@@，如@@果前期规划不好@@，出现下面这种山路十八弯的@@情况也不是@@不可能@@。

都知道这种电源@@路径的@@压降比较大@@，直流@@@@压降仿真结@@果也验证了@@这一@@点@@，输出@@端@@@@1.8V的@@电压@@到@@了@@负载端@@就只剩下@@1.6V，压降达到@@@@了@@@@11%！

更要命的@@是@@@@，恰好这种小@@电源@@@@@@VRM还不支持@@远端@@电压@@反馈@@，这下@@，高@@速先生也爱莫能助了@@@@，Layout攻城狮只好含泪大改@@。

电源@@设计@@@@

德州仪器@@推出业内先进的@@独立式有源@@@@ EMI 滤波@@器@@ IC，支持@@高@@密度电源@@设计@@@@@@

judy — Tue, 28 Mar 2023 07:33:42 +0000

工程师可以设计@@更小@@@@@@、更轻@@量和@@更经济适用的@@解决方案@@@@@@，同时@@优化@@系统@@性能@@@@、效率@@和@@@@可靠性@@@@

德州仪器@@ (TI)（纳斯达克股票代码@@：TXN）今日宣布推出业内先进的@@独立式有源@@电磁干扰@@ (EMI) 滤波@@器@@集成电路@@@@ (IC)，能够帮助@@工程师实施更小@@@@@@、更轻@@量的@@@@ EMI 滤波@@器@@，从@@而@@以更低@@的@@系统@@成本增强系统@@功能@@@@，同时@@满足@@@@ EMI 监管标准@@@@。

随着@@电气系统@@变得愈发密集@@，以及@@互连程度的@@提高@@@@，缓解@@ EMI 成为@@工程师的@@一@@项关键系统@@设计@@考虑因@@素@@。得益于德州仪器@@研发实验室@@ Kilby Labs 针对新概念和@@突破性想法的@@创新开发@@，新的@@@@独立式有源@@@@ EMI 滤波@@器@@ IC 产品@@系列@@@@可以在@@单相和@@三相交流@@电源@@系统@@中@@检测和@@消除高@@达@@@@ 30dB 的@@共模@@ EMI（频率范围为@@@@ 100kHz 至@@ 3MHz）。与@@纯无源滤波@@器@@解决方案@@@@相比@@@@，该@@功能@@使@@设计@@人员能够将@@扼流@@圈的@@尺寸@@减小@@@@ 50%，并满足@@@@严苛的@@@@ EMI 要求@@。更多有关德州仪器@@新的@@@@电源@@@@滤波@@器@@@@ IC 产品@@组合的@@信息@@，请参阅@@TI.com/AEF。

德州仪器@@开关@@稳压器@@业务部总经理@@ Carsten Oppitz 表@@示@@：“为@@了@@满足@@客户对更高@@@@性能@@@@和@@更低@@成本系统@@的@@需求@@@@，德州仪器@@持续推动电源@@创新@@，从@@而@@以具有@@成本效益的@@方式应对@@ EMI 设计@@挑战@@。我们相信@@，新的@@@@独立式有源@@@@ EMI 滤波@@器@@ IC 产品@@组合将@@进一@@步助力工程师解决他们所面临的@@设计@@@@挑战@@@@，并大幅提高@@@@汽车@@@@、企业@@、航空航天和@@工业应用中@@的@@@@性能@@和@@功率@@密度@@@@。”

显著缩减系统@@尺寸@@@@、重量和@@成本@@，并提高@@可靠性@@@@

如@@何实施紧凑和@@高@@效@@的@@@@ EMI 输入@@滤波@@器@@设计@@是@@设计@@高@@密度开关@@稳压器@@时@@的@@主要挑战之一@@@@。通过电容放大@@，这些@@新的@@@@有源@@@@ EMI 滤波@@器@@ IC使@@工程师能够将@@共模扼流@@圈的@@电感值@@降低@@@@多达@@ 80%，这将@@有助于以具有@@成本效益的@@方式提高@@机械可靠性@@和@@功率@@密度@@@@@@。

新的@@@@有源@@ EMI 滤波@@器@@ IC 系列@@包括针对单相和@@三相商业应用的@@@@ TPSF12C1 和@@ TPSF12C3，以及@@面向汽车@@应用的@@@@ TPSF12C1-Q1 和@@ TPSF12C3-Q1。这些@@器件@@可有效降低@@@@电源@@@@ EMI 滤波@@器@@中@@产生的@@热量@@，从@@而@@延长滤波@@电容@@器的@@使@@用@@@@寿命并提高@@系统@@可靠性@@@@。

新的@@@@有源@@ EMI 滤波@@器@@ IC 包括传感@@、滤波@@、增益@@、注入阶段@@。该@@ IC 采用@@ SOT-23 14 引脚@@封装@@@@，并集成了@@补偿和@@保护@@电路@@@@，从@@而@@进一@@步降低@@@@实施的@@复杂性并减少@@外@@部@@组件的@@数@@量@@@@。

减轻共模发射以满足@@严格的@@@@ EMI 标准@@

国际无线电干扰特别委员会@@ (CISPR) 标准@@是@@限制电气和@@电子设备中@@@@ EMI 的@@全球基准@@。TPSF12C1、TPSF12C3、TPSF12C1-Q1 和@@ TPSF12C3-Q1 有助于检测@@、处理和@@降低@@@@各种交流@@@@/直流@@@@电源@@@@、车载充电器@@@@、服务器@@、UPS 和@@其他以共模噪声为@@主的@@类似系统@@中@@的@@@@@@ EMI。工程师将@@能够应对@@ EMI 设计@@挑战@@，并满足@@@@ CISPR 11、CISPR 32 和@@ CISPR 25 EMI 要求@@。
德州仪器@@的@@有源@@ EMI 滤波@@器@@ IC 满足@@ IEC 61000-4-5 浪涌抗扰度要求@@@@，从@@而@@大幅减少@@了@@对瞬态电压@@抑制@@ (TVS) 二@@极管等@@外@@部@@保护@@@@188足彩外@@围@@app 的@@需求@@。借助@@ PSpice® for TI 仿真模型和@@@@快速入门计算器等@@支持@@工具@@，设计@@人员可以轻松地@@为@@其系统@@选择@@和@@实施合适的@@@@188足彩外@@围@@app 。欲详细了@@解如@@何使@@用@@新的@@@@有源@@@@ EMI 滤波@@器@@ IC 系列@@进行设计@@@@，请阅读技术@@文章@@@@《独立式有源@@ EMI 滤波@@器@@ IC 如@@何缩小@@共模滤波@@器@@尺寸@@@@》。

德州仪器@@始终致力于通过持续的@@突破性成果进一@@步推动电源@@发展@@，例如@@@@，低@@ EMI 电源@@创新可帮助@@工程师缩减滤波@@器@@尺寸@@和@@成本@@，同时@@显著提高@@设计@@的@@性能@@@@、可靠性@@和@@功率@@密度@@@@。

封装@@及供货情况@@

车规级@@@@TPSF12C1-Q1 和@@ TPSF12C3-Q1 现已预量产@@，仅可从@@@@ TI.com.cn 购买@@，采用@@ 4.2mm x 2mm SOT-23 14 引脚@@封装@@@@。2023 年@@ 3 月底@@，商用级@@@@ TPSF12C1 和@@ TPSF12C3 的@@预量产产品@@将@@可通过@@ TI.com.cn 购买@@。TPSF12C1QEVM 和@@ TPSF12C3QEVM 评估模块可在@@@@@@ TI.com.cn 上@@订购@@。TI.com.cn 提供@@多种付款方式和@@配送选项@@。德州仪器@@预计@@各器件@@将@@于@@ 2023 年@@第二@@季度实现量产@@，并计划在@@@@ 2023 年@@晚些时@@候发布另外@@@@的@@独立式有源@@@@ EMI 滤波@@器@@ IC。

关于德州仪器@@@@（TI）

德州仪器@@（TI）（纳斯达克股票代码@@：TXN）是@@一@@家全球性的@@半导体公司@@，致力于设计@@@@、制造@@、测试和@@销售模拟和@@嵌入式处理芯片@@，用于工业@@、汽车@@、个@@人电子产品@@@@、通信@@设备和@@企业@@系统@@等@@市场@@。我们致力于通过半导体技术@@让电子产品@@更经济实用@@，创造一@@个@@更美好的@@世界@@。如@@今@@，每一@@代创新都建立在@@上@@一@@代创新的@@@@基础之上@@@@，使@@我们的@@技术@@变得更小@@@@巧@@、更快速@@、更可靠@@、更实惠@@，从@@而@@实现半导体在@@电子产品@@领域的@@广泛应用@@，这就是@@工程的@@进步@@。这正是@@我们数@@十年@@来乃至@@现在@@一@@直在@@做的@@事@@。欲了@@解更多信息@@，请访问公司网@@站@@www.ti.com.cn 。

SIMO PMIC：为@@可穿戴设备@@电源@@设计@@@@打开方便之窗@@！

judy — Mon, 26 Dec 2022 03:31:02 +0000

本文转载自@@@@：贸泽电子@@

我们生活在@@一@@个@@被电子设备包裹的@@时@@代@@，这些@@设备使@@我们的@@学习@@、工作@@、锻炼@@、旅行和@@交流@@等@@变得非常方便@@，尤其是@@@@可穿戴设备@@正在@@成为@@人们日常生活中@@不可或@@缺的@@一@@部分@@。在@@医疗应用中@@@@，可穿戴设备@@可用于@@监测心率@@@@、血压@@、血氧水平@@、运动中@@燃烧的@@卡路里@@、睡眠跟踪等@@@@。为@@了@@提供@@更好的@@用户体验@@，高@@性能@@@@、小@@尺寸@@和@@低@@功耗@@是@@这些@@可穿戴设备@@的@@关键指标@@。当@@然@@，要想全部实现这些@@目标通常@@需要@@在@@电路@@设计@@中@@进行一@@些权衡@@，比如@@@@为@@了@@满足@@特定的@@功耗目标@@，设计@@者就必须增加设备的@@尺寸@@@@。那么@@，有没有@@办法可以在@@不增加这些@@电池供电@@设备尺寸@@的@@情况下又能有效延长电池寿命呢@@？

答案当@@然@@是@@肯定的@@@@。首先@@，电子元器件@@的@@小@@型化@@、低@@功耗@@、高@@性能@@@@发展趋势非常有利于可穿戴设备@@的@@小@@尺寸@@设计@@需求@@。其次@@，快速充电以及@@先进的@@电源@@@@管理@@@@IC（PMIC）技术@@在@@可穿戴设备@@中@@获得广泛应用@@。近些年@@@@，随着@@SIMO PMIC技术@@的@@日趋完善@@，可穿戴设备@@的@@电源@@@@设计@@@@变得更加容易@@。

可穿戴设备@@中@@的@@@@电源@@@@管理@@@@

根据@@Mordor Intelligence的@@分析@@，2020年@@，可穿戴技术@@的@@市场价值@@约@@为@@@@279.1亿美元@@，预计@@到@@@@2026年@@将@@达到@@@@@@@@740.3亿美元@@，在@@预测期@@（2021至@@2026年@@），复合年@@增长@@率@@（CAGR）将@@达到@@@@@@17.65%。尤其是@@@@MEMS传感器的@@出现@@，进一@@步加速了@@可穿戴技术@@的@@发展@@。比如@@@@，将@@这些@@传感器集成到@@一@@个@@专用的@@可穿戴设备@@中@@@@，人们就可以随时@@随地@@的@@利用@@可穿戴健身追踪系统@@监测身体健康状况@@。据思科公司@@（Cisco）的@@数@@据@@，全球连接@@的@@可穿戴设备@@数@@量@@有望从@@@@2018年@@的@@@@5.93亿台@@增至@@@@2022年@@的@@@@11.05亿台@@。

来自@@@@Grand view Research的@@市场预测数@@据更加乐观@@，他们的@@分析@@师认为@@@@，2020年@@全球可穿戴技术@@的@@市场规模达到@@@@了@@@@406.5亿美元@@，预计@@从@@@@2021年@@到@@@@2028年@@将@@以@@13.8%的@@复合年@@增长@@率@@@@（CAGR）增长@@。

促使@@市场快速发展的@@主要因@@素来自@@@@两个@@方面@@：

一@@是@@物联网@@@@（IoT）等@@技术@@的@@进步催生大量的@@互联设备@@，这些@@设备的@@受欢迎度正在@@迅速上@@升@@；

二@@是@@慢性病和@@肥胖症的@@发生率不断攀升@@，促使@@人们采用@@可穿戴产品@@@@，如@@活动跟踪器和@@身体监测器@@，用于监测用户整体健康状况并提供@@实时@@数@@据@@。

这些@@可穿戴设备@@还能提供@@与@@日常事件和@@生理数@@据有关的@@信息@@，如@@睡眠质量@@、心率@@、血氧水平@@、血压@@、胆固醇水平和@@燃烧的@@卡路里等@@@@。

可穿戴设备@@通常@@由@@微控制@@器@@@@、存储器@@、通信@@、显示器@@、传感器和@@电源@@管理@@等@@模块构成@@。其中@@@@的@@微控制@@器@@@@、显示器@@和@@传感器可能有不同的@@电压@@要求@@@@，许多外@@围设备如@@通信@@@@IC和@@传感器大多数@@时@@间是@@处在@@休眠模式@@@@，只有在@@需要@@时@@才会通电@@，因@@此@@，在@@可穿戴设备@@内部通常@@需要@@多个@@电压@@轨@@。

根据@@设计@@需求@@，微控制@@器@@自@@始至@@终都处于工作@@状态@@，堪称可穿戴设备@@的@@功耗大户@@，并且@@性能@@和@@所用功率@@之间@@存在@@明显的@@相关性@@，其电流@@@@消耗约@@为@@@@40μA/MHz左右@@。基于@@尺寸@@@@、性能@@及功耗的@@考虑@@，可穿戴设备@@在@@设计@@过程中@@必须对电源@@管理@@给予足够的@@重视@@。目前@@，可穿戴设备@@的@@电源@@@@管理@@通常@@都是@@基于@@@@PMIC，且具备@@充电@@、DC-DC转换@@器@@和@@调节器等@@功能@@@@。基于@@对可穿戴市场的@@良好预期@@，PMIC也必将@@是@@一@@个@@潜力无限的@@市场@@。

图@@1：可穿戴设备@@的@@典型@@系统@@架构@@@@

（图@@源@@：Renesas）

IC Insights在@@其@@2022年@@第一@@季度的@@@@McClean报告中@@提到@@@@，新冠疫情致使@@全球经济出现衰退@@，然而@@@@2021年@@全球半导体市场的@@销售额却史无前例地@@飙升了@@@@30%，达到@@@@741亿美元@@的@@历史新高@@@@。强劲的@@需求@@以及@@供应链中@@断导致去年@@的@@@@模拟@@IC平均售价上@@涨了@@@@6%，

预计@@2022年@@模拟@@IC市场又将@@是@@一@@个@@双位数@@增长@@年@@@@。除去放大器和@@比较器@@，电源@@管理@@IC（PMIC）预计@@将@@在@@@@2022年@@成为@@第二@@大模拟细分市场@@，相比@@上@@一@@年@@度增幅达到@@@@@@12%，其中@@@@5G和@@消费电子市场的@@需求@@是@@市场增长@@的@@主要驱动@@力@@。

图@@2：PMIC预计@@将@@在@@@@2022年@@度实现@@12%的@@增幅@@

（图@@源@@：IC Insights）

Yole的@@分析@@师们在@@其@@发布的@@分析@@报告中@@指出@@，预计@@到@@@@2026年@@，电源@@IC市场总额将@@超过@@255亿美元@@，2020年@@至@@@@2026年@@复合年@@增长@@率@@为@@@@3%。当@@然@@，并非所有@@的@@电源@@@@@@IC市场都以相同的@@速度增长@@@@，汽车@@行业将@@是@@所有@@行业中@@增幅最大的@@@@，移动和@@消费市场虽然增幅低@@于均值@@@@，但@@体量最大@@，超过了@@@@100亿美元@@，在@@整个@@功率@@@@IC市场中@@占比超过@@40%。

图@@3：2020年@@到@@@@2026年@@电源@@@@IC市场将@@以@@3%的@@幅度增长@@@@，移动和@@消费应用市场占比最大@@

（图@@源@@：Yole）

话题重新回到@@可穿戴设备@@的@@电源@@@@管理@@@@。众所周知@@，在@@可穿戴医疗设备开发之初@@，电源@@管理@@必须被视为@@一@@项高@@级@@战略@@。虽然大多数@@现代微控制@@器@@的@@设计@@@@都考虑到@@了@@低@@功耗@@应用@@，但@@开发高@@效@@的@@电源@@@@管理@@方案@@对于@@最大限度地@@降低@@@@功耗@@和@@延长电池寿命仍是@@至@@关重要的@@@@。也许很多人会说@@，电池寿命同样是@@可穿戴设备@@中@@的@@@@一@@个@@关键问题@@，深思熟虑的@@电池规划对于@@可穿戴设备@@尤其是@@@@可穿戴医疗设备的@@成功至@@关重要@@。综合来看@@，选择合适的@@电池和@@实施适当@@的@@电源@@@@管理@@是@@设计@@可穿戴设备@@的@@主要挑战@@。

以智能手表@@或@@健身带等@@小@@型可穿戴设备@@为@@例@@，它们通常@@只能容纳电压@@为@@@@3.8V、容量为@@@@130mAh至@@410mAh的@@单电池锂离子电池@@，其电池管理@@和@@充电系统@@必须在@@设备运行@@以及@@充电时@@随时@@密切监测电流@@@@@@、电压@@和@@温度的@@变化@@。理想的@@电源@@@@管理@@解决方案@@@@需要@@确保系统@@消耗尽可能少的@@电力@@，并尽可能快速@@、安全的@@完成充电@@。

Texas Instruments（TI）的@@TPS65070是@@一@@款带有@@电池充电器@@@@、三个@@降压@@转换@@器@@和@@两个@@@@LDO的@@芯片@@，专门用于便携式应用的@@单芯片电源@@管理@@@@。设备充电时@@可由@@插脚上@@的@@@@USB端@@口供电@@@@，也可由@@连接@@到@@插脚@@AC的@@墙壁适配器@@的@@直流@@@@@@电压@@供电@@@@。三个@@高@@效@@的@@@@2.25MHz降压@@转换@@器@@旨在@@为@@处理器@@、存储器@@和@@@@I/O进行供电@@@@。降压@@转换@@器@@在@@轻负载下进入低@@功率@@模式@@@@，以在@@尽可能宽的@@负载电流@@@@范围内实现最大效率@@@@。

由@@STMicroelectronics开发的@@@@STMP30同样是@@一@@款可有效改善便携式设备电池运行@@时@@间的@@电源@@@@管理@@芯片@@。这款@@产品@@的@@输入@@电压@@范围为@@@@2.9V至@@4.8V，包括三个@@集成@@DC/DC转换@@器@@，以提供@@智能手机以及@@其他便携式设备中@@@@AMOLED显示器@@所需的@@所有@@电源@@轨@@。

与@@其他将@@@@VOUT1固定在@@@@4.6V的@@设备不同@@，550mA VOUT1升压@@转换@@器@@@@提供@@可调@@节的@@输出@@电压@@@@，电压@@可以设置在@@@@4.6V和@@5.0V之间@@，增量为@@@@100mV，能有效优化@@显示器@@亮度@@，使@@其在@@任何条件下都具有@@最低@@的@@功耗和@@最佳的@@可视性@@。其余两个@@输出@@@@550mA单相降压@@@@-升压@@逆变转换@@器@@提供@@@@，可编程范围为@@@@-0.8V至@@-6.6V，以及@@5.5V至@@7.9V、150mA，输出@@电压@@通过外@@部@@引脚@@使@@用@@单线@@（S-Wire）协议编程@@。

SIMO PMIC：小@@型高@@效@@电源@@设计@@@@解决方案@@@@@@

轻便紧凑的@@可穿戴设备@@通常@@使@@用@@微型电池@@。尽管电池的@@容量在@@过去十年@@中@@有所增加@@，但@@储存的@@电量在@@有限的@@时@@间内很快就会耗尽@@。永久可穿戴和@@物联网@@@@（IoT）设备的@@设计@@@@者的@@目标是@@延长电池运行@@时@@间@@，同时@@缩小@@外@@形尺寸@@@@。而@@小@@尺寸@@@@、高@@度集成的@@@@电源@@@@管理@@@@IC（PMIC）是@@实现这一@@目标的@@优选方案@@@@。

PMIC是@@一@@种@@高@@度集成的@@@@电源@@@@产品@@@@，它将@@传统的@@多输出@@电源@@封装@@在@@单个@@芯片中@@@@，从@@而@@以较小@@的@@体积在@@多个@@电源@@应用场景尤其是@@@@由@@电池供电@@的@@@@设备中@@实现高@@效@@率@@@@，它不仅优化@@了@@设备的@@内部布局@@@@，还最大化了@@能效@@，有效延长了@@电池的@@寿命@@。

直流@@@@-直流@@@@（DC-DC）转换@@器@@是@@电子产品@@中@@最常用的@@@@PMIC，近年@@来由@@于@@其高@@转换@@效率@@而@@成为@@市场的@@主力军@@。根据@@工作@@模式@@@@和@@储能@@188足彩外@@围@@app 的@@不同@@，DC-DC变换器可分为@@线性稳压器@@@@（LDO）、电感降压@@@@/升压@@（buck/boost）开关@@DC-DC稳压器@@和@@电容开关@@@@DC-DC稳压器@@。DC-DC转换@@器@@的@@三种不同架构@@在@@物理尺寸@@@@、灵活性和@@效率@@方面是@@有差异的@@@@，其中@@@@：LDO可以完全集成@@，具有@@良好的@@电压@@可扩展性@@，但@@效率@@不高@@@@；电容式开关@@稳压器@@@@（也称为@@电荷泵@@）可完全集成@@，效率@@高@@@@，但@@电压@@可扩展性差@@；电感式开关@@稳压器@@非常高@@效@@且电压@@可调@@@@，但@@缺点是@@不能完全集成@@。因@@此@@，现阶段可穿戴设备@@大多选择线性@@LDO和@@电感开关@@稳压器@@@@（Buck/Boost），两者都可以提供@@设计@@所需的@@灵活电源@@管理@@@@。

在@@可穿戴设备@@的@@设计@@@@中@@@@，是@@选择线性@@LDO还是@@电感降压@@@@@@/升压@@拓扑@@@@需要@@一@@定的@@权衡@@。在@@传统的@@电感开关@@稳压器@@结@@构中@@@@，每个@@输出@@都需要@@一@@个@@独立的@@电感@@，这些@@电感通常@@笨重且昂贵@@，非常不利于实现设备的@@小@@型化@@。为@@了@@减小@@尺寸@@@@，人们经常会选择紧凑@@、低@@噪声的@@@@LDO，但@@LDO的@@损耗又比较大@@。问题又来了@@@@，设计@@师该@@如@@何在@@二@@者之中@@做出权衡@@，有没有@@两全其美的@@方案@@呢@@？

答案是@@@@：单电感多输出@@@@（SIMO）稳压器@@可以解决这个@@难题@@，它能够同时@@解决尺寸@@和@@能效等@@问题@@。

基于@@SIMO架构@@的@@@@PMIC使@@用@@单个@@电感器作为@@能量存储@@188足彩外@@围@@app ，以支持@@多个@@独立的@@@@DC输出@@。与@@传统的@@电感式@@DC-DC开关@@稳压器@@相比@@@@，SIMO架构@@PMIC通过单个@@电感器提供@@多个@@输出@@@@，将@@原本需要@@多个@@分立组件的@@功能@@集成到@@更小@@@@的@@封装@@中@@@@@@，节省了@@空间@@@@，同时@@仍保持了@@高@@效@@率@@@@。

ADI MAX77659

ADI的@@MAX77659是@@一@@款带有@@集成开关@@模式@@降压@@@@-升压@@充电器@@的@@单电感多输出@@@@@@（SIMO）PMIC，充电仅需@@10分钟即@@可提供@@超过@@4个@@小@@时@@的@@供电@@时@@间@@，并使@@用@@单电感为@@多条电源@@轨供电@@@@，将@@材料清单@@（BoM）减少@@60%，总解决方案@@@@尺寸@@缩小@@@@50%。与@@目前@@其他的@@@@PMIC相比@@，它可以非常方便地@@用于可穿戴设备@@和@@物联网@@设备@@，而@@且@@空间@@更小@@@@@@。MAX77659集成了@@一@@个@@开关@@模式@@降压@@升压@@充电器@@和@@三个@@独立可编程降压@@升压@@稳压器@@@@，共享一@@个@@电感器@@。调节器在@@中@@到@@重负载条件下以@@91%的@@效率@@@@运行@@@@，而@@在@@轻负载条件下仅消耗@@5.0μA的@@静态电流@@@@@@，延长了@@电池寿命@@。

在@@SIMO PMIC上@@，ADI有着广泛的@@产品@@组合@@，如@@MAX77640/MAX77641和@@MAX77680/MAX77681，它们将@@电源@@管理@@电路@@的@@尺寸@@缩小@@了@@近一@@半@@，并广泛支持@@可穿戴设备@@@@、智能家居等@@空间@@受限的@@应用@@@@。

图@@4：MAX77659工作@@方框图@@@@

（图@@源@@：ADI）

TI TPS65135

TI双电源@@转换@@器@@@@TPS65135具有@@单电感器和@@多输出@@@@（SIMO）拓扑@@，很少使@@用@@外@@部@@组件@@，通过降压@@@@/升压@@拓扑@@@@，产生高@@于或@@低@@于输入@@电源@@@@电压@@的@@正和@@负输出@@电压@@@@。源于@@SIMO拓扑@@，TPS65135具有@@良好的@@线路瞬态调节@@。该@@产品@@可用于@@从@@@@2.5V至@@5.5V的@@输入@@电源@@@@电压@@产生分流@@轨电源@@@@，并针对单电池锂离子电池的@@@@3.3V轨进行了@@优化@@@@。TPS65135在@@降压@@@@-升压@@拓扑@@@@中@@工作@@@@，仅使@@用@@@@2.2µH电感器产生正负输出@@电压@@@@。当@@输出@@电流@@@@失配达到@@@@@@50%或@@更低@@时@@@@，它可以通过降压@@@@升压@@产生高@@达@@@@6V的@@正输出@@电压@@和@@低@@至@@@@-7V的@@负电压@@@@（即@@输入@@电源@@@@电压@@可能高@@于或@@低@@于正输出@@电压@@@@）。两个@@输出@@都由@@@@EN引脚@@控制@@@@，即@@两个@@输出@@在@@高@@逻辑电平下启用@@，在@@低@@逻辑电平下禁用@@。当@@输入@@电源@@@@电压@@过低@@@@，无法正常工作@@时@@@@，集成的@@@@UVLO功能@@将@@禁用设备@@。

图@@5：TPS65135系统@@框图@@@@

（图@@源@@：TI）

后记@@

根据@@Statista的@@数@@据@@，预计@@到@@@@2022年@@全球可穿戴技术@@支出将@@达到@@@@@@@@900亿美元@@，并且@@会随着@@时@@间的@@推移而@@不断增加@@。薄@@、小@@、轻是@@可穿戴设备@@的@@物理要求@@@@，也是@@当@@今可穿戴技术@@限制电池寿命的@@主要原因@@@@。传统电池@@，如@@锂离子硬币电池@@，可能适用于传感器和@@其他低@@功耗@@可穿戴设备@@@@，但@@它们难以满足@@健身带和@@智能手表@@等@@功能@@更强@@的@@可穿戴设备@@的@@需求@@@@。延长电池寿命对于@@此类设备获得市场认可至@@关重要@@，没有@@人希望智能穿戴设备的@@电池在@@几个@@小@@时@@内用完@@。然而@@@@，电池复杂的@@内部结@@构将@@大大增加设备的@@尺寸@@和@@成本@@，使@@人们不方便佩戴@@。为@@了@@使@@可穿戴设备@@能够长时@@间运行@@@@，能量采集@@、电池管理@@、电源@@管理@@和@@低@@功耗@@解决方案@@@@都是@@延长可穿戴设备@@电池寿命的@@有效措施@@。

很明显@@，在@@开发可穿戴设备@@时@@@@，电池选择和@@功耗管理是@@设备整体成功的@@关键@@。工程和@@设计@@团队的@@挑战是@@仔细平衡每个@@设备中@@的@@@@变量@@，以满足@@所有@@要求@@@@，并根据@@所选电池提供@@有限的@@功率@@@@@@。SIMO PMIC解决方案@@@@不仅提高@@了@@器件@@的@@能效@@，而@@且@@由@@于@@其高@@度集成@@，大大减小@@了@@电路@@板的@@尺寸@@@@。它是@@电池供电@@设备电源@@管理@@的@@理想解决方案@@@@@@。

电源@@设计@@@@器件@@布局@@和@@布线@@@@要点@@

judy — Thu, 01 Dec 2022 07:28:01 +0000

在@@电源@@设计@@@@中@@@@，精心的@@布局@@和@@布线@@@@对于@@能否实现出色设计@@至@@关重要@@，要为@@尺寸@@@@、精度@@、效率@@留出足够空间@@@@，以避免在@@生产中@@出现问题@@。我们可以利用@@@@多年@@的@@@@测试经验@@，以及@@布局@@工程师具备的@@专业知识@@，最终完成电路@@板生产@@。

精心的@@设计@@@@的@@效率@@@@@@

设计@@从@@图@@@@纸上@@看起来可能毫无问题@@（也就是@@说@@，从@@原理图@@@@角度@@），甚至@@@@在@@模拟期间也没有@@任何问题@@，但@@真正的@@测试其实@@是@@在@@布局@@@@、PCB制造@@，以及@@通过载入电路@@实施原型制作应力测试之后@@。这部分使@@用@@真实的@@设计@@@@示例@@，介绍一@@些技巧来帮助@@避开陷阱@@。我们将@@介绍几个@@重要概念@@，以帮助@@避开设计@@缺陷和@@其他陷阱@@，以免未来需要@@重新设计@@和@@@@/或@@重新制作@@PCB。图@@1显示在@@没有@@进行细致测试和@@余量@@分析的@@情况下@@，在@@设计@@进入生产之后会如@@何造成成本急速上@@涨@@。

图@@1. 生产的@@电路@@板出现问题时@@@@，成本可能急速上@@涨@@。

功率@@预算@@

您需要@@注意在@@正常情况下按预期运行@@@@，但@@在@@全速模式@@或@@不稳定数@@据开始出现时@@@@（已排除噪声和@@干扰之后@@）不能按预期运行@@的@@系统@@@@。

退出级@@联阶段时@@@@，要避免限流@@情况@@。图@@2所示@@为@@一@@个@@典型@@的@@级@@联应用@@：(A) 显示由@@产生@@3.3 V电源@@，电流@@@@最大@@500 mA的@@ADP5304 降压@@ 稳压器@@(PSU1)构成的@@设计@@@@@@。为@@了@@提高@@@@效率@@@@@@，设计@@人员应分接@@3.3 V电轨@@，而@@不是@@@@5 V输入@@电源@@@@。3.3 V输出@@被进一@@步切断@@，以为@@@@PSU2 (LT1965)供电@@，这款@@LDO稳压器@@用于进一@@步将@@电压@@降低@@@@至@@@@2.5 V，且按照板载@@2.5 V电路@@和@@@@IC的@@要求@@@@，将@@最大输出@@电流@@@@限制在@@@@1.1 A。

这种系统@@存在@@一@@些很典型@@的@@隐藏问题@@。它在@@正常情况下能够正常运行@@@@。但@@是@@@@，当@@系统@@初始化并开始全速运行@@时@@@@——例如@@@@，当@@微处理器和@@@@/或@@ADC开始高@@速采样时@@@@——问题就出现了@@@@。由@@于@@没有@@稳压器@@能在@@输出@@端@@@@生成高@@于输入@@端@@的@@电压@@@@，在@@图@@@@2a中@@，用于为@@合@@ 并电路@@@@VOUT1 和@@VOUT2 供电@@的@@@@ VOUT1 最大功率@@@@(P=V×I) 为@@1.65 W，得出此数@@值@@的@@前提是@@效率@@为@@@@100%，但@@是@@@@因@@为@@@@供电@@过程中@@会出现损耗@@，所以@@实际功率@@要低@@于该@@数@@值@@@@。假定@@2.5 V电源@@轨道的@@最大可用功率@@为@@@@2.75 W。如@@果电路@@试图@@获取这么多的@@功率@@@@@@，但@@这种要求@@得不到@@满足@@@@，就会在@@@@PSU1开始限流@@时@@出现不规律行为@@@@。电流@@@@可能由@@于@@@@PSU1而@@开始限流@@@@，更糟的@@是@@@@，有些控制@@器@@因@@过流@@完全关断@@。

如@@果图@@@@2a是@@在@@成功排除故障@@后实施@@，则@@可能需要@@更高@@@@功率@@的@@控制@@器@@@@。最理想的@@情况是@@使@@用@@与@@引脚@@兼容@@@@、电流@@@@更高@@@@的@@器件@@进行替换@@；最糟糕的@@情况下@@，则@@需要@@完全重新设计@@和@@制造@@@@PCB。如@@果能在@@概念设计@@阶段开始之前考虑功率@@预算@@@@，则@@可以避免潜在@@的@@项目计划延迟@@（参见图@@@@@@1）。

在@@考虑这一@@点的@@情况下@@，先创建真实的@@功率@@@@预算@@@@，然后@@选择控制@@器@@@@。包括您所需的@@所有@@电源@@电轨@@@@：2.5 V、3.3 V、5 V等@@。包括所有@@会消耗每个@@电轨@@功率@@的@@上@@拉电阻@@@@、离散器件@@和@@@@IC。使@@用@@这些@@值@@反向工作@@@@，以如@@图@@@@@@2b所示@@，估算您需要@@的@@@@电源@@@@@@。使@@用@@电力树系统@@设计@@工具@@，例如@@@@LTpowerPlanner（图@@3）来轻松创建支持@@所需的@@功率@@@@预算@@的@@电力树@@。

图@@2. 避开电力树中@@的@@@@限流@@设计@@缺陷@@。

图@@3. LTpowerPlanner电源@@树@@。

布局@@和@@布线@@@@

正确的@@布局@@和@@布线@@@@可以避免因@@错误的@@走线宽度@@、错误的@@通孔@@、引脚@@（连接@@器@@）数@@量@@不足@@、错误的@@接触点大小@@等@@导致轨道被烧毁@@，进而@@引发电流@@@@限制@@。下面章节介绍了@@@@一@@些值@@得注意的@@地@@方@@，也提供@@几个@@@@PCB设计@@技巧@@。

连接@@器@@和@@引脚@@接头@@

将@@图@@@@2中@@所示@@的@@示例的@@总电流@@@@扩展至@@@@17 A，那么@@设计@@人员必须考虑引脚@@的@@电流@@@@@@处理接触能力@@，如@@图@@@@4所示@@。一@@般来说@@，引脚@@或@@接触点的@@载流@@能力@@受几个@@因@@素影响@@@@，例如@@@@引脚@@的@@大小@@@@（接触面积@@）、金属成分等@@@@。直径为@@@@1.1 mm的@@典型@@过孔@@凸式连接@@引脚@@的@@电流@@@@@@约@@为@@@@3 A。如@@果需要@@@@17 A，那么@@应确保您的@@设计@@@@具有@@足够多的@@引脚@@@@，足以处理总体的@@载流@@容量@@。这可以通过增大每个@@导体@@（或@@触点@@）的@@载流@@能力@@来轻松实现@@，并保留一@@些安全裕度@@，使@@其载流@@能力超过@@PCB电路@@的@@总电流@@@@消耗@@。在@@本例中@@@@，要实现@@17 A需要@@6个@@引脚@@@@（且具备@@1A余量@@）。V CC 和@@GND一@@共需要@@@@12个@@引脚@@@@。要减少@@触点个@@数@@@@，可以考虑使@@用@@电源@@插座或@@更大的@@触点@@。

布线@@

用可用的@@线上@@@@PCB工具来帮助@@确定布局@@的@@电流@@@@@@能力@@。一@@盎司电轨@@宽度@@为@@@@@@1.27 mm的@@铜质@@PCB的@@载流@@能力@@约@@为@@@@@@3 A，电轨@@宽度@@为@@@@3 mm 时@@，载流@@能力约@@为@@@@5 A。还要留出一@@些余量@@@@，所以@@20 A的@@电轨@@的@@宽度需要@@达到@@@@@@19 mm（约@@20 mm）（请注意@@，本例未考虑温度升高@@带来的@@影响@@@@）。从@@图@@@@4可以看出@@，因@@为@@@@受@@PSU和@@系统@@电路@@的@@空间@@限制@@，无法实现@@20 mm电轨@@宽度@@。要解决这个@@问题@@，一@@个@@简单的@@解@@ 决方案@@是@@使@@用@@多层@@PCB。将@@布线@@宽度降低@@@@到@@@@（例如@@@@）3 mm，并将@@这些@@布线@@复制到@@@@PCB中@@的@@@@所有@@层上@@@@，以确保@@（所有@@层中@@的@@@@@@）布线@@的@@总和@@能够达到@@@@至@@少@@20 A的@@载流@@能力@@。

图@@4. 物理接触和@@电流@@@@处理能力@@。

过孔@@和@@连接@@@@

图@@5显示一@@个@@过孔@@示例@@，该@@过孔@@正在@@连接@@控制@@器@@的@@@@PCB的@@多个@@电源@@层@@。如@@果您选择@@1 A过孔@@，但@@需要@@@@2 A电流@@@@，那么@@电轨@@宽度@@必须能够携带@@2 A的@@电流@@@@@@，且过孔@@连接@@@@也要能够处理这个@@电流@@@@@@。图@@5所示@@的@@示例至@@少需要@@两个@@过孔@@@@（如@@果空间@@允许@@，最好是@@三个@@@@），用于将@@电流@@@@连接@@至@@电源@@层@@。这个@@问题经常被忽略@@，一@@般只使@@用@@一@@个@@过孔@@来进行连接@@@@。连接@@完成后@@，这个@@过孔@@会作为@@保险丝使@@用@@@@，它会熔断@@，并断开与@@相邻层的@@电源@@@@连接@@@@。设计@@不良的@@过孔@@后期很难改善和@@解决@@，因@@为@@@@熔断的@@过孔@@很难注意到@@@@，或@@者被其他器件@@遮住@@。

图@@5. 过孔@@连接@@@@。

请注意@@关于过孔@@和@@@@PCB电轨@@的@@下列参数@@@@：电轨@@宽度@@、过孔@@尺寸@@和@@电气参数@@受几个@@因@@素影响@@@@，例如@@@@PCB涂层@@、路由@@层@@、工作@@温度等@@@@，这些@@因@@素最终会影响@@载流@@能力@@。以前的@@@@PCB设计@@技巧@@没有@@考虑这些@@依赖关系@@，但@@是@@@@，设计@@人员在@@确定布局@@参数@@时@@@@，需要@@注意到@@这些@@@@。目前@@许多@@PCB电轨@@/过孔@@计算器都可在@@@@线使@@用@@@@。设计@@人员在@@完成原理图@@@@设计@@后@@，最好向@@PCB制造@@商或@@布局@@工程师咨询这些@@细节@@。

避免过热@@

有许多因@@素会导致生热@@，例如@@@@外@@壳@@、气流@@等@@@@，但@@本节主要讲述外@@露的@@焊盘@@。带有@@外@@露焊盘的@@控制@@器@@@@，例如@@@@LTC3533、ADP5304、ADP2386、ADP5054等@@，如@@果正确连接@@至@@电路@@板@@，其热阻会更低@@@@。一@@般来说@@，如@@果控制@@器@@@@IC的@@功率@@@@MOSFET是@@置于裸片之中@@@@（即@@是@@整片式的@@@@），该@@IC的@@焊盘通常@@外@@露@@，以便散热@@。如@@果转换@@器@@@@IC使@@用@@外@@部@@功率@@@@MOSFET运行@@（为@@控制@@器@@@@IC），那么@@控制@@@@IC通常@@无需要@@使@@用@@外@@露焊盘@@，因@@为@@@@它的@@主要制热源@@（功率@@MOSFET）本身就在@@@@IC外@@部@@。

通常@@，这些@@外@@露的@@焊盘必须焊接到@@@@PCB接地@@板上@@才有效@@。根据@@IC的@@不同@@，也有@@一@@些例外@@@@，有些控制@@器@@会指明@@，它们可以连接@@至@@隔离的@@焊盘@@PCB区域@@，以作为@@散热器进行散热@@。如@@果不确定@@，请参阅@@有关部件的@@数@@据@@表@@@@@@。

当@@您将@@外@@露的@@焊盘连接@@到@@@@PCB平面或@@隔离区域@@时@@@@，(a)确保将@@这些@@孔@@（许多排成阵列@@）连接@@到@@地@@平面以进行散热@@（热传递@@）。对于@@多层@@PCB接地@@层@@，建议利用@@过孔@@将@@焊盘下方所有@@层上@@的@@接地@@层@@连在@@一@@起@@。

请注意@@，关于外@@露焊盘的@@讨论是@@与@@控制@@器@@相关@@。在@@其@@他@@IC中@@使@@用@@外@@露焊盘可能需要@@使@@用@@极为@@不同的@@处理方法@@。

结@@论@@与@@汇总@@

要设计@@低@@噪声@@、不会因@@为@@@@电轨@@或@@过孔@@烧毁而@@影响@@系统@@电路@@的@@电源@@@@@@，从@@成本@@、效率@@、效率@@和@@@@PCB面积大小@@各方面来说都是@@一@@项挑战@@。本文强调了@@一@@些设计@@人员可能会忽略的@@地@@方@@，例如@@@@使@@用@@功率@@预算@@分析来构建电力树@@，以支持@@所有@@的@@后端@@负载@@。

原理图@@@@和@@模拟只是@@@@设计@@的@@第一@@步@@，之后是@@谨慎的@@器件@@定位和@@路由@@技术@@@@。过孔@@、电轨@@和@@载流@@能力都必须符合@@要求@@@@，并接受评估@@。如@@果接口@@位置存在@@开关@@噪声@@，或@@者开关@@噪声到@@达@@IC的@@功率@@@@引脚@@@@，那么@@系统@@电路@@会失常@@，且难以隔离并排除故障@@@@。

文章来源@@@@：亚德诺半导体@@

采用@@Trench肖特基二@@极管@@，实现功率@@密度@@的@@显著提升@@

judy — Thu, 21 Jul 2022 06:48:49 +0000

电源@@开发通常@@是@@一@@个@@艰难的@@过程@@。无论是@@用于交流@@电设备还是@@便携式设备@@，用户都期望电源@@达到@@@@很高@@的@@效率@@@@@@，同时@@尽可能保持小@@巧紧凑@@。成本也是@@一@@个@@重要因@@素@@，另外@@@@电源@@还必须是@@安全可靠的@@@@，这一@@点不言自@@明@@。

Recom 的@@总部位于奥地@@利格蒙登@@，作为@@一@@家非常成功的@@欧洲@@ AC/DC 电源@@和@@@@ DC/DC 转换@@器@@制造@@商@@，该@@公司必然要面临并克服这些@@设计@@挑战@@@@。在@@最近的@@一@@个@@项目中@@@@，Recom 希望开发一@@款电源@@@@，适用于医疗和@@其他应用@@。他们的@@目标是@@创建一@@个@@解决方案@@@@@@，将@@公司以往产品@@型号的@@功率@@@@密度@@提高@@一@@倍@@，而@@不影响@@安全性@@、可靠性@@、效率@@和@@@@性能@@@@。为@@了@@达到@@@@这个@@目标@@，开发团队必须采用@@最新的@@@@开关@@控制@@器@@@@、拓扑@@和@@元器件@@@@，因@@而@@@@他们向@@ Nexperia（安世半导体@@）寻找帮助@@@@。

图@@1：Recom Power的@@ ACM1200-V、1200 V AC电源@@

严格医疗要求@@设定基准@@

新的@@@@ Recom RACM1200-V 电源@@必须满足@@@@ IEC60601-1 的@@严格要求@@@@，包括一@@系列@@的@@技术@@标准@@@@，旨在@@确保医疗电气设备的@@安全性和@@性能@@@@。这些@@要求@@包括在@@@@ PCB 上@@提供@@适当@@的@@爬电距离和@@电气间隙@@，从@@而@@确保安全性@@，同时@@将@@功耗保持在@@最低@@水平@@。

产品@@参数@@指定@@ AC/DC 电源@@必须提供@@@@ 1.2 kW 的@@峰值@@输出@@@@功率@@@@。除了@@主输出@@之外@@@@，还必须有两个@@辅助输出@@@@：12 V/1 A 电源@@为@@可选冷却风扇供电@@@@；始终开启的@@@@ 5 V/1 A 输出@@用于控制@@和@@监控用途@@。

为@@了@@尽可能降低@@@@待机功耗@@，即@@便在@@主输出@@关闭时@@@@，整体效率@@也必须维持很高@@的@@水平@@。这意味着电源@@必须保持高@@效@@@@，无论是@@在@@@@1.2 kW峰值@@负载下@@，还是@@在@@活动待机状态下提供@@@@ 5 W 或@@更低@@功率@@时@@@@，在@@单个@@器件@@中@@满足@@这一@@系列@@要求@@是@@非常困难的@@@@。

图@@2：Recom的@@RACM1200-V AC/DC转换@@器@@框图@@@@

除了@@面向医疗用途之外@@@@，电源@@还必须适用于工业@@@@、楼宇自@@动化@@、IT 和@@家用电器部署@@。就外@@形尺寸@@而@@言@@，电源@@必须紧凑小@@巧@@，适合安装在@@标准@@@@ 19 英寸机架内部@@。

Trench肖特基二@@极管@@应用@@

在@@电源@@设计@@@@中@@@@，最具挑战性的@@部分是@@始终开启的@@@@@@ 5 V 输出@@，因@@为@@@@它意味着设计@@人员需要@@使@@用@@单独的@@@@ AC/DC 电源@@，而@@这个@@电源@@会占用宝贵的@@空间@@@@。由@@于@@设计@@必须保持紧凑尺寸@@@@，因@@而@@@@放置这个@@额外@@电路@@的@@唯一@@选择是@@在@@靠近主输出@@器件@@的@@位置@@，但@@在@@传送输出@@电流@@@@时@@@@，主输出@@器件@@会发热@@。这意味着过热是@@一@@个@@很大的@@风险@@，在@@进行设计@@时@@@@，必须非常小@@心谨慎@@。

最初@@，Recom 试图@@为@@@@ DC/DC 和@@ AC/DC 辅助电源@@转换@@器@@安装平面肖特基整流@@二@@极管@@，但@@过热仍旧是@@一@@大难题@@（特别是@@@@在@@全负载条件下@@）。

为@@了@@解决这个@@难题@@，Recom 选择采用@@@@ Nexperia（安世半导体@@）提供@@的@@@@ Trench 肖特基二@@极管@@。Trench 肖特基二@@极管@@是@@在@@肖特基二@@极管@@的@@原始概念基础之上@@发展而@@来的@@@@。Trench 概念旨在@@减少@@漏电流@@@@@@，从@@而@@提高@@热稳定性@@。与@@平面肖特基二@@极管@@相比@@@@，Trench 肖特基二@@极管@@可以提高@@开关@@性能@@@@。

Nexperia（安世半导体@@）的@@ PMEG100T20ELR 器件@@目前@@已用于@@ RACM1200-V 的@@降压@@转换@@器@@@@，提供@@ 12 W 风扇输出@@@@（参见图@@@@@@2）。这款@@ Trench 肖特基二@@极管@@采用@@@@小@@型扁平表@@贴封装@@@@，能够处理最高@@@@ 2 A 的@@正向电流@@@@@@，最大反向电压@@为@@@@ 100 V。此外@@@@，它还具有@@很低@@的@@漏电流@@@@@@。

图@@3：RACM1200-V的@@高@@@@密度@@PCB采用@@PMEG100T20ELR

具有@@低@@反向恢复电荷和@@高@@效@@率@@@@

PMEG100T20ELR 还具有@@很低@@的@@正向压降@@。在@@室温下@@，正向压降通常@@为@@@@ 705 mV，最大值@@仅为@@@@ 800 mV（在@@ 125℃温度下@@，典型@@值@@为@@@@ 590 mV，最大值@@为@@@@ 660 mV）。它具有@@很低@@的@@反向恢复电荷@@（Qrr），通常@@仅为@@@@ 8.5 nC。事实证明@@，这些@@特性至@@关重要@@，可以尽可能减少@@转换@@器@@的@@每个@@开关@@周期的@@整流@@二@@极管损耗@@（请参见图@@@@@@@@4）。

图@@4：Trench肖特基整流@@二@@极管提供@@行业领先的@@开关@@特性和@@低@@@@Qrr值@@

此外@@@@，他们选择的@@@@ Trench 肖特基二@@级@@管具有@@很低@@的@@反向漏电流@@@@@@，典型@@值@@仅为@@@@ 60 nA（在@@60 V 的@@反向电压@@下@@）。从@@ DC/DC 转换@@的@@视角看来@@，这种特性非常重要@@，由@@于@@开关@@@@ MOSFET 的@@高@@@@占空比@@，输入@@/输出@@电压@@比率很低@@@@，因@@为@@@@二@@极管处于关断状态的@@时@@间更长@@。如@@果没有@@这种器件@@@@，Recom 必须更改某些电源@@规格数@@据@@，这些@@数@@据会对性能@@产生严重影响@@@@。

图@@ 5 显示了@@@@ Trench 和@@平面肖特基二@@极管@@的@@整体效率@@@@。该@@图@@表@@明@@，在@@更高@@@@的@@开关@@频率@@下@@，使@@用@@ Trench 二@@极管的@@优势会增加@@。

图@@5：Trench和@@平面肖特基二@@极管@@的@@效率@@@@比较@@

无论器件@@如@@@@何高@@效@@@@，它总会散发一@@些热量@@，因@@而@@@@ Recom 工程师在@@如@@何冷却器件@@的@@问题上@@想了@@很多办法@@。Nexperia（安世半导体@@）的@@Trench肖特基二@@极管@@使@@用@@铜夹片式@@ FlatPower(CFP) 技术@@，改进从@@封装@@到@@电路@@板的@@热量传导@@。它可以提供@@小@@巧@@、纤薄@@且轻便的@@设计@@@@@@，实现优良的@@散热性能@@@@@@。

提供@@宽广的@@@@ SOA，改进热稳定性@@

利用@@ Nexperia（安世半导体@@）的@@ CFP 技术@@，Recom 能够设计@@具有@@低@@热阻抗路径的@@@@ PCB，能够散发产生的@@热量@@，而@@无需为@@功率@@二@@极管使@@用@@导热垫片或@@其他散热器@@。

Trench肖特基配置还意味着二@@极管的@@热稳定性得以改进@@，具有@@宽广的@@安全工作@@区@@（SOA），如@@图@@@@ 6 所示@@。这样可以降低@@@@在@@整流@@器中@@出现热失控的@@机率@@。因@@此@@，Recom 工程师能够设计@@电源@@@@，在@@ 50℃ 的@@环境温度下@@@@，提供@@完整辅助电源@@和@@@@@@ 800 W 主电源@@@@，而@@无需强制风冷@@。

图@@6：Trench肖特基二@@极管@@的@@设计@@@@提供@@宽广的@@@@@@SOA

为@@了@@让设计@@的@@电源@@@@能够安装到@@标准@@@@ 19 英寸机架中@@@@，最大高@@度必须在@@@@ 40 毫米@@以下@@。Nexperia（安世半导体@@）的@@ Trench 肖特基二@@极管@@的@@外@@形尺寸@@非常小@@@@，需要@@占用的@@空间@@仅为@@大多数@@竞争器件@@的@@一@@半@@。这为@@@@ Recom 提供@@了@@@@更多灵活性@@，可以腾出电路@@板上@@的@@更多空间@@放置其他器件@@@@。

图@@7：Nexperia的@@Trench肖特基二@@极管@@采用@@@@CFP封装@@，需要@@的@@@@PCB空间@@ 仅为@@替代解决方案@@@@的@@一@@半@@

Recom 电源@@设计@@@@总共采用@@了@@@@ Nexperia（安世半导体@@）的@@超过@@ 70 种产品@@@@，大多数@@是@@二@@极管@@、晶体管和@@逻辑@@器件@@@@，另外@@@@还有三种@@ Trench 肖特基二@@极管@@（器件@@编号@@PMEG40T20ER）。项目期间@@，Nexperia（安世半导体@@）电源@@专家随时@@为@@@@ Recom 提供@@支持@@@@，提出技术@@建议@@，帮助@@ Recom 工程师优化@@设计@@@@，选择合适的@@器件@@@@。

电源@@提供@@高@@功率@@密度@@@@，无需使@@用@@风扇@@

通过与@@@@ Nexperia（安世半导体@@）就此项目展开合作@@，Recom 能够推出高@@效@@的@@基板冷却式电源@@@@，其尺寸@@仅为@@@@ 228 x 96.2 x 40 毫米@@。RACM1200-V 目前@@已经上@@市销售@@，能够提供@@@@1 kW的@@连续功率@@输出@@@@，基板温度保持在@@@@80℃。它还可持续@@ 10 秒提供@@高@@达@@@@ 1.2 kW 的@@峰值@@输出@@@@，或@@在@@有气流@@的@@情况下连续输出@@@@。它通常@@能够达到@@@@@@95 %的@@峰值@@效率@@@@。除了@@广泛的@@可编程功能@@之外@@@@，这款@@电源@@提供@@高@@功率@@密度@@@@@@，无需使@@用@@风扇@@，因@@而@@@@非常适合在@@各种高@@可用性应用中@@使@@用@@@@。为@@了@@满足@@这种产品@@@@的@@所有@@预期设计@@规范@@，Recom 发现@@ Trench 肖特基二@@极管@@是@@首选方案@@@@。它们提供@@良好的@@效率@@@@@@、开关@@性能@@和@@热稳定性组合@@，采用@@节省空间@@的@@@@紧凑封装@@@@。

图@@8：Recom电源@@的@@@@医疗应用前景@@

Recom 的@@创新经理@@ Steve Roberts 解释道@@：

我们考察了@@来自@@@@不同@@ Trench 肖特基二@@极管@@供应商@@的@@产品@@@@，经过仔细甄选@@，决定将@@@@ Nexperia（安世半导体@@）器件@@作为@@首选产品@@@@。这些@@器件@@提供@@增强的@@散热性能@@@@@@，具有@@更大的@@安全工作@@区@@，如@@果我们要满足@@与@@医疗应用相关的@@标准@@@@，这些@@特性至@@关重要@@。另外@@@@，这些@@产品@@的@@外@@形尺寸@@非常小@@巧@@，这也是@@一@@大关键优势@@。

Nexperia (安世半导体@@)

Nexperia（安世半导体@@），作为@@生产大批量基础半导体器件@@的@@专家@@，其产品@@广泛应用于全球各类电子设计@@@@。公司丰富的@@产品@@组合包括二@@极管@@、双极性晶体管@@、ESD 保护@@器件@@@@、MOSFET 器件@@、氮化镓@@场效应晶体管@@ (GaN FET) 以及@@模拟@@ IC 和@@逻辑@@ IC。Nexperia 总部位于荷兰奈梅亨@@，每年@@可交付@@ 1000 多亿件产品@@@@，产品@@符合@@汽车@@行业的@@严苛标准@@@@。其产品@@在@@效率@@@@（如@@工艺@@、尺寸@@、功率@@及性能@@@@）方面获得行业广泛认可@@，拥有先进的@@小@@尺寸@@封装@@技术@@@@，可有效节省功耗及空间@@@@。

凭借几十年@@来的@@专业经验@@，Nexperia 持续不断地@@为@@全球各地@@的@@优质企业@@提供@@高@@效@@的@@产品@@及服务@@，并在@@亚洲@@、欧洲和@@美国拥有超过@@ 12,000 名员工@@。Nexperia 是@@闻泰科技股份有限公司@@ (600745.SS) 的@@子公司@@，拥有庞大的@@知识产权组合@@，并获得了@@@@ IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001 和@@ ISO 45001认证@@。

LLC还是@@反激拓扑@@@@？完全取决于终端@@需求@@

judy — Wed, 20 Jul 2022 03:40:09 +0000

作者@@：Aditya Kulkarni，Power Integrations 高@@级@@产品@@营销经理@@

许多高@@效@@率@@电源@@在@@设计@@时@@可以使@@用@@有源钳位@@反激@@(ACF)变换器或@@@@LLC开关@@IC来实现其设计@@目标@@。在@@实际设计@@时@@@@，究竟应该@@选择哪一@@种呢@@？一@@些设计@@工程师会根据@@个@@人偏好@@、熟悉程度以及@@在@@某些特别应用当@@中@@过去常用的@@历史经验来做出相应的@@选择@@。然而@@@@，当@@面对两种或@@更多可能的@@解决方案@@@@时@@@@，最佳方案@@的@@选取则@@取决于合理的@@工程推理@@、设计@@要求@@以及@@产品@@效率@@@@、尺寸@@、BOM、功率@@密度@@、设计@@简易性的@@优先级@@别以及@@其它影响@@设计@@的@@一@@些因@@素@@。

Power Integrations (PI)面向电视机@@、显示器@@和@@大功率@@充电器@@应用提供@@全系列@@高@@度集成的@@@@反激式@@变换器@@，这些@@器件@@均采用@@@@超薄@@封装@@@@。我们还提供@@一@@系列@@新的@@@@@@LLC开关@@IC，与@@我们的@@新型@@HiperPFS™-5功率@@因@@数@@校正@@(PFC)前级@@@@IC搭配使@@用@@@@时@@@@，可在@@@@相同的@@应用@@当@@中@@以极高@@的@@效率@@@@提供@@高@@达@@@@240W的@@功率@@@@输出@@@@。

但@@是@@@@对于@@某种特定的@@设计@@@@应用@@，ACF和@@LLC，哪种方案@@更加适合呢@@？

终极反激方案@@@@

隔离反激式@@拓扑@@是@@最容易实现的@@@@@@。Power Integrations提供@@许多反激式@@控制@@器@@@@@@IC产品@@系列@@@@，其中@@@@包括@@InnoSwitch平台@@。InnoSwitch IC的@@关键创新之处是@@采用@@@@Power Integrations独特的@@@@FluxLink™磁感应耦合技术@@@@，该@@技术@@的@@运用不仅能实现精确的@@高@@@@性能@@@@次级@@反馈控制@@@@，而@@且@@还具备通常@@只有初级@@反馈控制@@才具有@@的@@线路简单及@@188足彩外@@围@@app 数@@目少的@@优势@@。而@@高@@效@@的@@同步整流@@技术@@的@@应用@@@@，可以保证整个@@负载范围内均提供@@极高@@的@@效率@@@@@@，同时@@具有@@极低@@的@@空载功耗@@@@。由@@于@@FluxLink的@@使@@用@@@@，线路中@@无需光耦器@@，可以保证初级@@和@@次级@@同步整流@@开关@@管协同工作@@@@，不会发生交越导通@@现象@@，进而@@大大增加了@@可靠性@@@@。

Power Integrations提供@@丰富多样的@@@@InnoSwitch反激式@@IC，内部集成各种不同电压@@的@@硅@@@@、氮化镓@@(GaN)以及@@用于汽车@@应用的@@碳化硅@@@@@@(SiC)功率@@开关@@@@。对于@@需要@@通过反激方案@@实现最佳效率@@和@@@@最小@@尺寸@@的@@设计@@@@工程师来说@@，可以采用@@@@InnoSwitch4-CZ和@@ClampZero™有源钳位@@IC（均采用@@@@GaN开关@@）以及@@HiperPFS-5 PFC级@@，设计@@出体积极小@@的@@可量产销售的@@@@USB PD移动设备充电器@@@@（见图@@@@2）。具体详见@@Power Integrations的@@参考设计@@@@DER-957。

图@@2：超紧凑@@且高@@效@@率@@的@@@@PFC + 反激式@@功率@@变换方案@@@@，采用@@HiperPFS-5以及@@InnoSwitch4-CZ和@@MinE-CAP技术@@

InnoSwitch4-CZ产品@@系列@@@@采用@@薄@@型@@InSOP-24D封装@@，内部集成了@@一@@个@@@@750V PowiGaN开关@@、初级@@和@@次级@@控制@@器@@@@、ClampZero接口@@、同步整流@@以及@@符合@@安全标准@@的@@反馈链路@@。高@@达@@140kHz的@@稳态开关@@频率降低@@@@了@@变压器尺寸@@@@，进一@@步提高@@功率@@密度@@@@。相较于其它有源钳位@@反激方案@@@@，InnoSwitch4-CZ和@@ClampZero芯片组@@可提供@@高@@达@@@@95%的@@效率@@@@，并在@@不同输入@@电压@@@@、系统@@负载和@@所选输出@@电压@@下保持极高@@的@@效率@@@@@@。这是@@通过对具有@@零电压@@开关@@特性的@@主功率@@开关@@@@以及@@有源钳位@@开关@@@@，进行变频的@@非互补@@模式@@的@@@@控制@@来实现的@@@@@@。这种控制@@方式同时@@支持@@连续和@@非连续导通@@工作@@模式@@@@@@，可极大地@@提高@@设计@@灵活性@@，并在@@所有@@工作@@条件下实现效率@@最大化@@。这些@@反激式@@开关@@@@IC具有@@优异的@@恒压@@/恒流@@精度@@@@，且不受外@@围@@188足彩外@@围@@app 参数@@变化的@@影响@@@@。在@@保证输入@@电压@@检测@@、安全及保护@@功能@@的@@前提下@@，其空载功耗小@@于@@30mW。

2021年@@，全球移动设备充电专家@@Anker宣布其@@Nano II系列@@USB C充电器@@基于@@@@InnoSwitch4-CZ和@@ClampZero IC设计@@而@@成@@，并且@@表@@示@@该@@芯片组@@@@“具有@@极为@@出色的@@集成度和@@效率@@水平@@，是@@Nano II系列@@实现超紧凑@@设计@@的@@关键所在@@@@。”

可实现极高@@效@@率@@的@@@@LLC方案@@

上@@述设计@@方案@@已经非常紧凑精良@@，那么@@客户还会提出哪些更高@@@@的@@需求@@呢@@？如@@何满足@@这些@@需求@@？答案是@@@@更高@@@@的@@效率@@@@水平@@，可借助@@@@Power Integrations的@@HiperLCS™-2芯片组@@，一@@种半桥式谐振开关@@或@@@@LLC拓扑@@架构@@来实现@@。这种双芯片解决方案@@@@可以让设计@@工程师轻松打造出效率@@极高@@@@、超紧凑@@的@@电源@@@@和@@适配器@@设计@@@@，以便在@@市场竞争中@@获得关键优势@@。

这种方案@@使@@用@@谐振开关@@来消除开关@@转换@@期间发生的@@损耗@@，甚至@@@@可以比最佳的@@反激式@@设计@@所实现的@@@@效率@@还要高@@出至@@少@@2%。HiperLCS-2双芯片解决方案@@@@由@@一@@个@@隔离器件@@和@@一@@个@@独立半桥功率@@器件@@组成@@。其中@@@@的@@隔离@@器件@@中@@集成了@@高@@带宽的@@@@LLC控制@@器@@、同步整流@@驱动@@器@@和@@@@FluxLink隔离控制@@链路@@@@；而@@独立的@@半桥功率@@器件@@则@@采用@@@@Power Integrations独特的@@@@600V FREDFET（快恢复外@@延型二@@极管@@FET），可提供@@无损耗电流@@@@检测@@，并且@@还集成上@@管和@@下管驱动@@电路@@@@。这两款器件@@均采用@@@@薄@@型@@InSOP-24封装@@。相较于分立式@@LLC设计@@，这种高@@集成度的@@高@@@@效架构@@无需使@@用@@散热片@@，不同器件@@之间@@的@@参数@@容差可忽略不计@@，并且@@可减少@@高@@达@@@@40%的@@188足彩外@@围@@app 数@@量@@。

基于@@新型@@HiperLCS-2芯片组@@的@@电源@@@@设计@@@@可提供@@@@250W的@@输出@@功率@@@@，变换效率@@超过@@98%。可在@@@@400VDC输入@@下实现低@@于@@50mW的@@空载输入@@功率@@@@，而@@且@@即@@使@@在@@空载时@@也能提供@@持续高@@精度@@输出@@@@，轻松符合@@全球最严格的@@空载和@@待机效率@@标准@@@@。HiperLCS-2器件@@可在@@@@整个@@负载范围内维持恒定的@@高@@@@效率@@性能@@@@，并且@@功耗极低@@@@，只需通过@@FR4 PCB板直接传导散热@@，在@@连续输出@@功率@@高@@达@@@@220W的@@适配器@@设计@@中@@无需散热片@@，并且@@能够短时@@提供@@@@170%的@@峰值@@输出@@@@功率@@@@。所有@@HiperLCS-2系列@@器件@@都具有@@自@@供电@@启动@@功能@@@@，同时@@还能够为@@使@@用@@公司的@@@@HiperPFS IC实现的@@@@PFC功率@@级@@提供@@启动@@偏置供电@@@@。次级@@侧检测的@@方式可保证在@@不同输入@@电压@@下@@、整个@@负载范围内以及@@大批量生产时@@具有@@小@@于@@1%的@@调整精度@@@@。相较于传统的@@光耦@@，使@@用@@Power Integrations的@@FluxLink技术@@进行的@@安全隔离高@@速数@@字反馈控制@@@@，可提供@@更快的@@动态响应和@@更优异的@@长期可靠性@@@@。

具体电路@@图@@如@@图@@@@@@3所示@@。DER-672为@@相应的@@一@@款参考设计@@@@。

图@@3：使@@用@@Power Integrations HiperLCS-2芯片组@@的@@高@@@@效@@LLC设计@@

HiperLCS-2控制@@引擎还提供@@渐进式脉冲串模式@@和@@控制@@技术@@@@@@，不会因@@为@@@@在@@待机期间为@@了@@抑制更高@@@@的@@输出@@纹波@@，而@@采用@@更多的@@输出@@滤波@@@@188足彩外@@围@@app 。

如@@果以实现极高@@的@@效率@@@@为@@最终目标@@，而@@不考虑设计@@简易性@@、可生产性及具体操作等@@其他因@@素@@，那么@@LLC谐振变换器无疑是@@最佳的@@选择@@。

最紧凑设计@@与@@最高@@效@@率@@之间@@的@@权衡@@

250W只是@@@@LLC变换器起步功率@@@@，它可用于@@高@@达@@数@@@@kW的@@应用@@。而@@另一@@方面@@，反激式@@设计@@在@@@@250W时@@已接近其极限@@。就变压器尺寸@@和@@初级@@开关@@电流@@@@@@（因@@GaN开关@@具有@@超低@@@@RDS(ON)而@@有所缓解@@@@）要求@@而@@言@@，输出@@功率@@若要超过@@250W，可能需要@@不@@同种类的@@反激方案@@@@。后续设计@@和@@设计@@可移植性的@@需求@@是@@工程师在@@确定采用@@哪种平台@@时@@必须考虑的@@另一@@个@@因@@素@@。

Power Integrations的@@反激式@@和@@@@LLC解决方案@@@@都非常高@@效@@且@@BOM数@@量@@较少@@。

如@@果要实现@@极致的@@小@@型化和@@最低@@的@@@@BOM数@@，可以选择反激式@@@@InnoSwitch4-CZ设计@@。对于@@具有@@非常宽输出@@范围@@（5V、9V、12V、20V，甚至@@@@28V）的@@USB PD充电器@@和@@适配器@@@@应用@@，反激方案@@仍然是@@最常见的@@选择@@。

为@@获得最佳效率@@@@，则@@可选择@@LLC方案@@，即@@HiperLCS-2和@@HiperPFS-5结@@合@@使@@用@@@@。

简而@@言之@@，如@@果想要具有@@极高@@效@@率@@的@@方案@@@@，请选择@@HiperLCS-2和@@HiperPFS-5；如@@果想要最易于设计@@@@、最紧凑和@@@@BOM数@@极少的@@方案@@@@，请选择@@InnoSwitch4-CZ、HiperPFS-5和@@ClampZero。

补充内容@@：功率@@因@@数@@校正@@

许多国家和@@地@@区要求@@额定输入@@功率@@超过@@75W的@@电源@@@@，必须对输入@@电流@@@@加以校正@@，使@@其波形与@@相位关系与@@正弦输入@@电压@@相近@@。这一@@规定是@@为@@了@@防止输电线产生功率@@损耗和@@干扰连接@@到@@交流@@电源@@的@@@@其他设备@@。这种调整称为@@功率@@因@@数@@校正@@@@(PFC)。

在@@今年@@德克萨斯州休斯顿举行的@@@@APEC大会上@@@@，Power Integrations推出了@@一@@款新的@@@@功率@@@@因@@数@@@@校正@@@@(PFC) IC，HiperPFS-5系列@@准谐振@@(QR) DCM PFC IC。其内部集成了@@@@750V PowiGaN™氮化镓@@开关@@@@，可在@@@@不使@@用@@散热片的@@情况下提供@@高@@达@@@@240W的@@输出@@功率@@@@，实现优于@@0.98的@@功率@@@@因@@数@@@@。其最高@@效@@率@@可达@@98.3%。这种前级@@@@芯片支持@@@@110/220VAC输入@@，并将@@输入@@变换为@@@@400V的@@直流@@@@@@输出@@母线电压@@@@。

图@@1：使@@用@@HiperPFS-5可设计@@出具有@@极高@@集成度的@@@@QC DCM升压@@PFC电路@@，并且@@HiperPFS-5是@@业界首款内置@@@@PowiGaN升压@@开关@@的@@@@IC

Power Integrations的@@HiperPFS-5 PFC IC使@@用@@创新的@@@@准谐振@@(QR)非连续导通@@模式@@@@(DCM)控制@@技术@@@@，可在@@@@不同负载@@、输入@@电压@@和@@每个@@工频周期内对开关@@频率进行调整@@。QR模式@@的@@@@DCM控制@@可降低@@@@开关@@损耗@@，并允许使@@用@@更小@@@@的@@@@PFC电感和@@成本更低@@的@@升压@@二@@极管@@。相较于传统的@@临界导通@@模式@@@@(CRM)升压@@PFC电路@@，变频引擎可将@@升压@@电感尺寸@@减小@@@@50%以上@@@@。低@@开关@@和@@导通@@损耗@@（因@@PowiGaN开关@@而@@进一@@步降低@@@@@@）再加上@@无损耗电流@@@@检测@@，使@@HiperPFS-5 IC能够在@@整个@@负载范围内提供@@非常高@@的@@变换效率@@@@。而@@且@@空载功耗仅为@@@@38mW。

对于@@世界范围内因@@市电供电@@不稳定而@@可能导输入@@电压@@浪涌的@@地@@区@@，耐用的@@@@750V GaN开关@@也非常有用@@。当@@使@@用@@传统的@@硅@@@@MOSFET时@@，输入@@电压@@升高@@可导致@@188足彩外@@围@@app 故障@@。HiperPFS-5 IC可以在@@不同输入@@电压@@@@（最高@@可达@@305VAC）下保持高@@功率@@因@@数@@@@，并且@@可在@@@@输入@@电压@@骤升至@@@@460VAC期间连续工作@@@@。此外@@@@，HiperPFS-5 IC还集成了@@@@Power Integrations的@@X电容自@@动放电@@(CAPZero™)功能@@，包括满足@@安全法规@@所需的@@冗余引脚@@以及@@高@@压自@@启动@@@@ - 所有@@这些@@都集成在@@一@@个@@薄@@型@@InSOP™-T28F表@@面贴装功率@@封装@@中@@@@@@。

通过将@@@@HiperPFS-5 IC与@@Power Integrations的@@反激式@@或@@@@LLC开关@@IC搭配使@@用@@@@，可将@@直流@@@@母线电压@@变换为@@所需的@@@@24V、19V、12V、5V等@@输出@@@@。因@@此@@，设计@@工程师能够轻松满足@@最严格的@@效率@@@@标准@@并省去散热片@@，同时@@将@@物料清单缩减一@@半@@，为@@电视机@@、显示器@@、游戏机@@、电脑一@@体机和@@家电应用设计@@出精致小@@巧的@@超快速充电器@@和@@大功率@@@@USB PD适配器@@。

AC-DC转换@@后输入@@电容的@@@@“地@@”为@@什么是@@@@@@“热地@@@@”

judy — Fri, 06 May 2022 03:27:19 +0000

做电源@@研发的@@小@@伙伴一@@定听说过不要接错地@@@@，整流@@桥后面电容的@@地@@和@@大地@@不可以接到@@一@@起@@，否则@@会引起短路@@。今天@@才想明白这个@@问题@@，记录一@@下@@，如@@有不对也希望大家指正@@。

首先@@来看一@@下@@AC-DC的@@原理图@@@@@@（全波整流@@@@）：

我们来看一@@下输入@@端@@@@AC220V时@@整流@@桥的@@动作过程@@：
1、当@@AC220V为@@正半周期时@@@@，整流@@桥后的@@滤波@@电容@@@@C4的@@地@@是@@与@@零线@@N相连的@@@@，此时@@滤波@@电容@@@@C4的@@地@@和@@大地@@是@@连接@@的@@@@。
如@@下图@@@@：

2、当@@AC220V为@@负半周期时@@@@@@，整流@@桥后的@@滤波@@电容@@@@C4的@@地@@是@@与@@火线@@L相连的@@@@，此时@@滤波@@电容@@@@C4的@@地@@和@@火线相连@@。
如@@下图@@@@：

我们已知大地@@@@（PE）的@@电位是@@@@0V，那么@@从@@大地@@看@@C4的@@负极@@（GND）的@@电压@@波形就是@@下面蓝色线这样的@@@@：

从@@上@@图@@我们可以看出@@来@@，全波整流@@@@时@@@@，滤波@@电容@@C4的@@GND相对于@@大地@@@@（PE）是@@有电压@@的@@@@，
所以@@将@@两者接到@@一@@起的@@话当@@然@@会引起短路啦@@。
所以@@全波整流@@@@后的@@@@GND也是@@很危险的@@哦@@@@~ 这可能也是@@称作@@“热地@@@@”的@@原因@@吧@@。

我们在@@继续看一@@下非隔离@@BUCK电路@@原理图@@@@@@：

我们可以看到@@@@低@@压@@@@12V输出@@的@@@@GND和@@输入@@端@@滤波@@电容@@的@@@@GND是@@相连接@@的@@@@，所以@@在@@非隔离式@@@@样的@@@@BUCK电路@@中@@@@，输入@@端@@为@@全波整流@@@@情况下@@，低@@压@@侧的@@地@@也是@@@@“热地@@@@”，很危险的@@哦@@~

再看一@@下隔离式@@样的@@@@BUCK原理图@@@@：

我们可以看到@@@@，低@@压@@输出@@侧的@@@@GND与@@输入@@滤波@@电容@@的@@@@GND是@@隔离开的@@@@，低@@压@@侧相当@@于由@@副边绕组供电@@@@（可以把副边绕组看做一@@个@@电池@@），此时@@低@@压@@侧的@@地@@相当@@于悬空@@的@@@@（浮地@@@@），此时@@低@@压@@侧是@@比较安全的@@@@，那么@@低@@压@@侧的@@@@GND应该@@可以与@@大地@@相连接@@的@@吧@@~

以上@@@@说的@@是@@全波整流@@@@状态@@，我们再来想一@@下@@，如@@果是@@半波整流@@的@@情况呢@@？
AC负半周期时@@@@，回路没有@@通路@@，滤波@@电容@@C4的@@GND相当@@于悬空@@，待到@@@@AC正半周期到@@来时@@有会重新与@@大地@@@@（PE）连接@@,
那么@@在@@半波整流@@的@@电路@@中@@@@@@，整流@@后的@@地@@貌似就安全了@@@@，实际是@@这样么@@？

我觉得@@如@@果火线和@@零线跟电网@@连接@@是@@正确的@@时@@候没问题@@，是@@安全的@@@@。
但@@是@@@@。。。一@@旦我们插头接反了@@@@，也就是@@电路@@中@@@@的@@火线@@L接到@@了@@电网@@中@@@@N,N接到@@电网@@的@@@@L,（实际使@@用@@中@@很可能出现这种情况@@）
此时@@整流@@后的@@地@@就连接@@到@@电网@@的@@@@火线上@@了@@@@。。。所以@@也是@@很危险的@@@@。
所以@@半波整流@@后的@@地@@也是@@@@“热地@@@@”，很危险呐@@

最后总结@@@@一@@下@@：
1、不论是@@全波整流@@@@还是@@半波整流@@@@，整流@@后的@@地@@都是@@@@“热地@@@@”
2、“热地@@@@”跟大地@@之间@@是@@有电压@@的@@@@@@，不能接到@@一@@起@@，会短路@@。
3、非隔离式@@@@DCDC转换@@后的@@电源@@@@地@@也是@@@@“热地@@@@”。
4、隔离式@@DCDC转换@@后低@@压@@侧的@@地@@是@@@@“浮地@@@@”，我觉得@@“浮地@@@@”是@@可以和@@大地@@连接@@的@@@@。

上@@述就是@@本人的@@一@@点小@@心得@@，拜托各位指教啦@@~
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非互补@@有源钳位@@@@可实现超高@@功率@@密度@@反激式@@电源@@@@设计@@@@

judy — Fri, 25 Feb 2022 06:53:57 +0000

作者@@：Roland Saint Pierre，Power Integrations新产品@@定义总监@@

离线反激式@@电源@@@@在@@变压器初级@@侧需要@@有钳位电路@@@@（有时@@称为@@缓冲器@@），以在@@正常工作@@期间功率@@@@MOSFET开关@@关断时@@@@限制其两端@@的@@漏源极电压@@应力@@。设计@@钳位电路@@时@@可以采用@@@@不同的@@方法@@。低@@成本的@@无源网@@络可以有效地@@实现电压@@钳位@@，但@@在@@每个@@开关@@周期必须耗散钳位能量@@，这会降低@@@@效率@@@@。一@@种改进的@@方法就是@@对钳位和@@功率@@开关@@@@采用@@互补@@驱动@@的@@有源钳位@@技术@@@@，使@@得能效得以提高@@@@，但@@它们会对电源@@的@@@@工作@@模式@@@@带来限制@@（例如@@@@，无法工作@@于@@CCM工作@@模式@@@@）。为@@了@@克服互补@@有源钳位@@@@电路@@所带来的@@设计@@@@限制@@，可以采用@@@@另外@@@@一@@种更先进的@@控制@@技术@@@@@@，即@@非互补@@有源钳位@@@@@@。该@@技术@@可确保以更具成本效益的@@方式使@@用@@钳位能量@@。

本文将@@简要介绍反激式@@电源@@@@中@@对初级@@钳位电路@@的@@需求@@@@。然后@@比较和@@对比无源钳位方案@@@@、互补@@有源钳位@@@@方案@@以及@@非互补@@有源钳位@@@@方案@@的@@使@@用@@@@@@，最后介绍一@@款支持@@非互补@@钳位方案@@且可实现超高@@功率@@密度@@反激电源@@设计@@@@的@@芯片@@组@@。

在@@反激式@@变换器中@@@@，当@@初级@@侧开关@@关断时@@@@@@，电压@@(VOR)由@@次级@@侧反射至@@初级@@侧@@，存储的@@能量通过变压器传输到@@负载@@（图@@1）。VOR经变压器圈数@@比加以放大@@，叠加在@@@@VDC输入@@母线电压@@后会增大开关@@器件@@两端@@的@@电压@@应力@@。在@@传统电路@@中@@@@@@，会使@@用@@无源@@初级@@钳位@@电路@@来对这个@@电压@@加以限制@@。

图@@1：无源初级@@钳位@@RCD解决方案@@@@（高@@亮显示部分@@）需要@@耗散大量的@@热量@@，限制了@@反激式@@电源@@@@的@@效率@@@@和@@@@工作@@频率@@

除了@@电压@@应力@@(VIN + VOR)外@@，在@@初级@@开关@@管关断时@@@@还会产生很大的@@电压@@过冲@@,这是@@由@@初级@@绕组漏感中@@存储的@@能量造成的@@@@。钳位电路@@可对由@@此三个@@方面因@@素构成的@@电压@@过冲进行限制以保护@@初级@@开关@@@@（图@@2）。此外@@@@，在@@这种电路@@配置下@@，功率@@开关@@@@在@@漏极电压@@较高@@时@@开通@@。开关@@损耗与@@@@VDS2成正比@@，因@@此@@高@@@@VDS会增加开关@@的@@开通损耗@@，从@@而@@进一@@步降低@@@@效率@@@@。

图@@2：开通损耗和@@钳位损耗都与@@开关@@频率有关@@

钳位电容吸收漏感能量@@，但@@该@@能量随后被钳位电阻@@所消耗@@。在@@每个@@开关@@周期中@@都会有能量损失@@，这样在@@现实当@@中@@就限制了@@开关@@频率的@@提高@@@@。而@@较低@@的@@开关@@频率@@@@，则@@需要@@使@@用@@更大的@@变压器@@。因@@此@@，使@@用@@无源@@钳位会增加损耗并不得不使@@用@@较低@@的@@开关@@频率@@@@，这两种情况都会增大电源@@尺寸@@@@。而@@使@@用@@有源钳位@@则@@可以突破这些@@限制@@。

互补@@有源钳位@@@@

有源钳位@@用一@@个@@开关@@代替@@RCD钳位中@@的@@@@电阻@@@@，这个@@开关@@通常@@是@@一@@个@@功率@@@@MOSFET（图@@3）。它不是@@用来耗散漏感能量@@，而@@是@@可以将@@漏感能量回传至@@变压器@@。在@@互补@@有源钳位@@@@中@@@@，当@@主@@MOSFET关断时@@@@，钳位开关@@开通@@@@，两者之间@@具有@@一@@小@@段死区时@@间@@。此时@@钳位电容被充电@@。而@@在@@下一@@次主@@MOSFET开通之前@@，钳位开关@@关断@@，钳位电容中@@的@@@@能量得以再循环至@@输出@@端@@@@@@。这种有源钳位@@被称为@@互补@@驱动@@方案@@@@，因@@为@@@@主@@MOSFET和@@有源钳位@@开关@@以互补@@方式工作@@@@。

图@@3：典型@@[互补@@]有源钳位@@方案@@的@@简化原理图@@@@@@

零电压@@开关@@可以使@@用@@复杂的@@自@@适应控制@@技术@@@@来实现@@，以实现漏感和@@钳位电容之间@@的@@谐振@@。当@@钳位开关@@关断@@时@@@@，漏感与@@钳位电容谐振产生的@@负向电流@@@@@@，在@@功率@@@@MOSFET开通之前@@对其@@COSS两端@@的@@电压@@进行放电@@，从@@而@@实现零电压@@开关@@@@。对于@@输出@@电容比较高@@的@@设计@@@@@@，将@@会导致谐振效果变差@@（输出@@电容会经过变压器反射至@@初级@@@@，进而@@增加钳位电容的@@容量@@）。通常@@变压器当@@中@@将@@会没有@@足够的@@漏感储能来适应这种钳位容量的@@变化@@。为@@了@@克服这个@@问题@@，电源@@输出@@端@@@@往往需要@@使@@用@@两级@@@@LC滤波@@器@@来确保低@@的@@初级@@反射电容@@，同时@@还要满足@@输出@@纹波要求@@@@。这种互补@@有源钳位@@@@方案@@是@@对无源钳位的@@改进@@，但@@仍存在@@以下限制@@：

1. 需要@@在@@轻载下使@@用@@脉冲串模式@@@@，这会导致更高@@@@的@@输出@@纹波@@

2. 两级@@输出@@滤波@@器@@@@

3. 仅限于临界导通@@模式@@或@@非连续导通@@模式@@@@@@（CrM和@@DCM）；没有@@CCM工作@@模式@@@@，使@@输出@@电压@@范围宽的@@@@USB PD设计@@难以实现@@

使@@用@@非互补@@有源钳位@@@@提高@@性能@@@@@@

采用@@非互补@@控制@@方案@@@@，不是@@在@@主@@MOSFET关断后的@@一@@小@@段时@@间后立即@@开通钳位开关@@@@，而@@是@@在@@主@@MOSFET开通之前@@短暂开通钳位开关@@@@。非互补@@控制@@能够在@@连续导通@@模式@@以及@@非连续导通@@模式@@@@@@（和@@CrM）下操作@@，并且@@仍可实现零电压@@开关@@@@。这使@@得设计@@出的@@电源@@@@具有@@非常宽的@@输入@@电压@@范围和@@较宽的@@输出@@电压@@范围@@，后者是@@设计@@高@@效@@@@USB PD充电器@@所需要@@的@@@@@@。对于@@传统的@@控制@@方案@@@@，非互补@@钳位开关@@的@@驱动@@信号@@与@@初级@@开关@@以及@@同步整流@@开关@@的@@同步设计@@面临着挑战@@。而@@采用@@单个@@控制@@器@@来管理所有@@三个@@器件@@的@@开关@@操作@@，可大大简化电路@@并确保可靠操作@@。

图@@4：对于@@非互补@@模式@@开关@@@@，有源钳位@@开关@@仅在@@主开关@@开通@@之前开关@@一@@次@@

非互补@@有源钳位@@@@控制@@可以使@@用@@@@Power Integrations的@@Innoswitch™4-CZ/ClampZero™芯片组@@加以实现@@（图@@5）。InnoSwitch4-CZ器件@@采用@@@@InSOP™-24D封装@@，内部集成了@@可靠耐用的@@@@@@PowiGaN™ 750V开关@@以及@@用于控制@@主开关@@@@、钳位开关@@和@@同步@@MOSFET操作的@@次级@@控制@@器@@@@，同时@@内部含有满足@@安全标准@@的@@@@FluxLink™控制@@链路@@。InnoSwitch4-CZ IC包括两个@@专门用于@@ClampZero有源钳位@@非互补@@控制@@的@@引脚@@@@：用于开通和@@关断@@ClampZero开关@@的@@上@@管驱动@@@@(HSD)引脚@@，以及@@用于测量直流@@@@母线电压@@的@@@@V引脚@@。

图@@5：InnoSwitch4-CZ的@@HSD信号@@用于控制@@@@ClampZero有源钳位@@的@@开关@@@@，V引脚@@用于检测高@@输入@@电压@@条件@@，进而@@使@@能非连续工作@@模式@@@@@@

次级@@侧控制@@器@@发出指令@@，启动@@HSD信号@@，将@@ClampZero PowiGaN开关@@开通@@，以便在@@初级@@@@PowiGaN开关@@换向前使@@漏感和@@钳位电容产生谐振@@。ClampZero器件@@的@@关闭和@@主开关@@的@@开通之间@@存在@@非常小@@的@@延迟@@，可以利用@@@@HSD引脚@@上@@的@@小@@电阻@@从@@外@@部@@进行调整@@，以帮助@@优化@@时@@序@@。

在@@连续导通@@模式@@下@@，HSD信号@@在@@漏感与@@钳位电容谐振周期的@@四分之一@@时@@间内保持开通@@。在@@很宽的@@工作@@范围内使@@用@@这种谐振模式@@所面临的@@一@@个@@挑战是@@@@，漏感通常@@是@@一@@个@@非常小@@的@@数@@值@@@@，在@@高@@压输入@@条件下主开关@@管两端@@的@@电压@@较高@@@@，这就需要@@更多的@@能量实现零电压@@开关@@@@。因@@而@@@@漏感的@@储能往往不够@@。这也是@@为@@何此时@@非连续导通@@控制@@模式@@需要@@介入的@@原因@@@@。

对于@@非连续导通@@模式@@@@@@（高@@输入@@电压@@工作@@@@），HSD信号@@脉冲宽度变为@@励磁电感@@（加上@@漏感@@，尽管漏感与@@励磁电感相比@@分量通常@@非常小@@@@）和@@钳位电容产生谐振的@@谐振周期的@@四分之一@@时@@间@@。V引脚@@的@@输入@@电压@@信息用于控制@@非连续导通@@模式@@@@的@@启动@@@@。当@@检测到@@高@@输入@@电压@@条件时@@@@，ClampZero关断驱动@@信号@@和@@主开关@@开通@@驱动@@信号@@之间@@的@@延迟也会增加@@。这为@@@@励磁电感@@（加上@@漏感@@）与@@钳位电容之间@@的@@谐振提供@@了@@@@更多时@@间@@，以降低@@@@主功率@@开关@@@@上@@的@@电压@@@@。这种工作@@模式@@@@不需要@@互补@@有源钳位@@@@电路@@所需的@@脉冲串工作@@模式@@@@@@，避免了@@互补@@模式@@控制@@带来的@@更高@@@@输出@@纹波和@@音频噪声的@@风险@@。

总结@@@@

离线反激式@@电源@@@@需要@@使@@用@@初级@@侧钳位电路@@来保护@@功率@@@@MOSFET。使@@用@@无源@@RCD钳位成本低@@@@，但@@性能@@较低@@@@。使@@用@@具有@@互补@@控制@@方案@@的@@有源钳位@@可以提高@@性能@@@@@@，但@@仍然存在@@局限性@@。InnoSwitch4-CZ IC产品@@系列@@@@可提供@@独特的@@@@控制@@架构@@@@，进而@@实现更复杂的@@非互补@@有源钳位@@@@控制@@@@，采用@@此方案@@可设计@@出具有@@非常宽的@@输入@@电压@@范围和@@较大的@@输出@@电压@@设定点@@变化的@@高@@@@效@@、超紧凑@@USB PD充电器@@。Power Integrations的@@InnoSwitch4-CZ/ClampZero芯片组@@可用于@@简化采用@@非互补@@控制@@的@@有源钳位@@方案@@@@，并加快上@@市时@@间@@。