充電ic(充電ic是啥)

日前，PI公司宣布推出InnoSwitch4-Pro系列支持?jǐn)?shù)字控制的離線恒壓/恒流零電壓開關(guān)(ZVS)反激式IC，可大幅縮減電源適配器的尺寸。該產(chǎn)品結(jié)合了PowiGaN氮化鎵技術(shù)，以及數(shù)字編程功能，可高效、靈活的滿足如今適配器對于多協(xié)議、靈活性、高效緊湊的需求，最高可實(shí)現(xiàn)220W高功率輸出。

PI產(chǎn)品營銷經(jīng)理Aditya Kulkarni表示：“InnoSwitch4-Pro IC可與PI的ClampZero系列有源鉗位IC無縫銜接，在連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)和非連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)下實(shí)現(xiàn)ZVS。ZVS與我們的PowiGaN技術(shù)相結(jié)合，幾乎消除了開關(guān)損耗。其超過95%的效率，使設(shè)計(jì)人員能夠省去熱管理通常需要的散熱片、導(dǎo)熱片和灌封材料。”

數(shù)字可編程的需求

目前，快充依然處于快速發(fā)展期，同時(shí)依然是各家手機(jī)企業(yè)的差異化競爭點(diǎn)之一。因此除了USB-PD之外，還有很多私有協(xié)議存在于市場中，甚至是主流應(yīng)用。

在這種私有協(xié)議廣泛存在下，國產(chǎn)手機(jī)適配器無法彼此兼容，如果手機(jī)使用其它廠商的充電頭，充電功率就會(huì)迅速下降，充電速度也會(huì)降低，從而降低用戶體驗(yàn)。也正因此，中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)制定了UFCS融合快充協(xié)議，協(xié)調(diào)考慮現(xiàn)存的中國專有的一些快充標(biāo)準(zhǔn)，打造一套統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)下定義的功率范圍從45至65W，未來將規(guī)劃擴(kuò)展至200W，截止目前，已經(jīng)有一批企業(yè)率先宣布推出支持該協(xié)議的適配器。

支持?jǐn)?shù)字控制的InnoSwitch4-Pro正是為滿足多協(xié)議需求而生，可支持包括OEM原裝、非原裝USB PD和通用快充技術(shù)規(guī)范(UFCS)適配器市場。內(nèi)置的數(shù)字編程技術(shù)，可以優(yōu)化客戶的開發(fā)周期，并可輕松設(shè)計(jì)出滿足多協(xié)議的適配器產(chǎn)品。由于采用了PowiGaN氮化鎵技術(shù)，相比于帶I2C接口的InnoSwitch3-Pro，實(shí)現(xiàn)了超過一倍以上更大功率的支持。

InnoSwitch4-Pro通過I2C總線即可與微處理器進(jìn)行精準(zhǔn)的電壓電流控制與設(shè)定，提供高精度的恒壓/恒流輸出，支持10mV或者30mA電壓和電流精準(zhǔn)調(diào)整，從而滿足不同協(xié)議規(guī)范要求。同時(shí)，其針對命令集進(jìn)行了優(yōu)化，以減少I2C的數(shù)據(jù)流，從而提升響應(yīng)速度。同時(shí)，產(chǎn)品也擁有更全面的故障監(jiān)測及遙測報(bào)告功能。

并且，該產(chǎn)品也可以輸出3.6V Vcc為MCU供電，方便與MCU搭配。

總而言之，這種數(shù)字可編程電源芯片的好處是不再受協(xié)議限制，設(shè)計(jì)相對較簡單，同時(shí)將更多的數(shù)字功能放在電源管理芯片中，也可以降低MCU的需求。

更高功率密度的需求

更小尺寸，更高功率密度是適配器市場共同追求目標(biāo)，在邁向更高功率密度的道路上，PI始終在引領(lǐng)潮流。其于2021年率先推出InnoSwitch4-CZ系列高頻率、零電壓開關(guān)(ZVS)反激式開關(guān)IC，并選擇Anker成為其獨(dú)家首發(fā)合作伙伴，此后陸續(xù)獲得多家廠商的選擇，并取得了優(yōu)秀的市場表現(xiàn)。

如今，InnoSwitch4-Pro延續(xù)了InnoSwitch4-CZ的大部分優(yōu)點(diǎn)。

首先是內(nèi)部采用了久經(jīng)考驗(yàn)的750V PowiGaN技術(shù)的開關(guān)，這也使PI近年來在適配器市場屢創(chuàng)佳績的最主要技術(shù)，透過高頻的寬禁帶半導(dǎo)體，實(shí)現(xiàn)了更高工作頻率，更低功耗以及更高的功率密度。

此外，InnoSwitch4-Pro還集成了初級和次級控制器、ClampZero接口、同步整流以及符合安全標(biāo)準(zhǔn)的反饋電路。高達(dá)140kHz的穩(wěn)態(tài)開關(guān)頻率可減小變壓器尺寸，并且，如今無論是芯片還是設(shè)計(jì)工具，都已開始支持平面變壓器，從而進(jìn)一步減小變壓器及系統(tǒng)尺寸。

InnoSwitch4-Pro同樣可以與PI采用氮化鎵技術(shù)的ClampZero有源鉗位IC配套使用。PI資深技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理閻金光解釋道，有源鉗位可以將漏感中的能量儲(chǔ)存起來，可以透過變壓器傳遞至次級側(cè)。并利用漏感的能量實(shí)現(xiàn)震蕩，從而實(shí)現(xiàn)ZVS（零電壓）開通，減少高頻氮化鎵FET的開關(guān)損耗。相比傳統(tǒng)鉗位電路以熱量消散漏感能量相比，實(shí)現(xiàn)了更高的效率。除了搭配ClampZero之外，該產(chǎn)品還支持準(zhǔn)諧振模式，可進(jìn)一步壓縮方案體積并減少成本。

該產(chǎn)品還可以進(jìn)一步與MinE-CAP技術(shù)結(jié)合，從而進(jìn)一步提升效率，最多可達(dá)95%。

同時(shí)，InnoSwitch4-Pro同時(shí)兼容CCM與DCM兩種工作方式。并且可選的僅DCM的工作方式可降低SR（同步整流）FET的電壓應(yīng)力，可以削減SR FET的成本或提高SR FET的裕量。

“PI用一個(gè)控制器控制包括ClampZero開關(guān)，初級側(cè)功率開關(guān)以及同步整流開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)較高集成度，同時(shí)最精確的控制時(shí)序，從而提高系統(tǒng)整體效率和可靠性。”閻金光總結(jié)道。

更低的待機(jī)功耗

除了高達(dá)95%的轉(zhuǎn)換效率之外，更低的待機(jī)功耗也是PI突出的優(yōu)點(diǎn)，這可以極大減少適配器的日常損耗，從而輕松滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。在外接MCU的情況下，依然可以保持整個(gè)系統(tǒng)功耗小于30mW。

InnoSwitch4-Pro集成了負(fù)載檢測功能，只有在有負(fù)載的情況下，NMOS開關(guān)才會(huì)打開，適配器開始工作，確保了可靠性和低功耗。

完整的參考設(shè)計(jì)

為了幫助客戶快速掌握產(chǎn)品開發(fā)，PI目前專門提供了兩款參考設(shè)計(jì)。一個(gè)是包括InnoSwitch4-Pro、ClampZero、HiperPFS-5和英集芯USB Type-C PD控制器，ZVS模式的100 W USB PD 3.0+PPS電源。另外一個(gè)則是不帶PFC的，65W USB PD 3.0+PPS電源。

100W的高效，緊湊輸出

通過集成再創(chuàng)新

近年來，PI在AC/DC適配器市場推出了一系列的創(chuàng)新，從磁隔離的Fluxlink，到革新控制引擎的InnoSwitch3，再到氮化鎵PowiGaN技術(shù)、帶有I2C接口的數(shù)字控制器InnoSwitch3-Pro以及之后支持USB-PD協(xié)議的InnoSwitch3-PD，MinE-CAP電容技術(shù)，ClampZero有源鉗位，以及高集成度的InnoSwitch4-CZ，HyperPFS-5 PFC控制器以及HiperLCS-2 LLC離線LLC開關(guān)IC芯片組等等。

這一系列創(chuàng)新，都是源于PI在適配器領(lǐng)域的深耕。而今，InnoSwitch4-Pro再次將PI多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行高集成度整合，并采取吸納了多項(xiàng)產(chǎn)品的優(yōu)勢。比如PowiGaN寬禁帶半導(dǎo)體工藝、InnoSwitch3-Pro的數(shù)字通信功能，InnoSwitch4-CZ的ZVS控制算法，更高的開關(guān)頻率，并支持新的ClampZero有源鉗位設(shè)計(jì)等優(yōu)秀且久經(jīng)市場考驗(yàn)的產(chǎn)品特性。同時(shí)，在前代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，還增加了額外的故障保護(hù)特點(diǎn)及增強(qiáng)特性。

相信通過一系列的創(chuàng)新，InnoSwitch4-Pro將會(huì)為手機(jī)、平板電腦以及筆記本適配器市場帶來更好的高效、小型化且設(shè)計(jì)簡單的新體驗(yàn)。