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可編程電源IC解套 快速充電器通用有望

文‧編輯部 發布日期:2018/04/16 關鍵字:InnoSwitch3-ProAC-DC快充Rapid ChargeUSB PDPPSType-C

電源晶片開發商Power Integrations(PI)日前發布新款離線式切換開關電源IC—InnoSwitch3-Pro,該晶片具備可數位編程(Programmable)、可重新設定(Configurable)及可在應用現場調整設定(Adjustable)等特色,能彈性調整並精準控制電壓、電流,實現定電壓(CV)、定電流(CC)、定功率(CP)等輸出特性,可支援包括USB電力傳輸(PD)3.0 + PPS、Quick Charge 4/4+、AFC、VOOC、SCP、FCP等快速充電協議,讓行動裝置快速充電毋須再搭配特定快充技術專用的充電器。

PI資深技術培訓經理閰金光表示,InnoSwitch3-Pro可編程、可重新設定、可現場調整等特性,將打破傳統電源供應器業者的產品開發思維。

傳統上,電源IC皆為純粹的類比電路設計,出廠後即無法調整電源規格,因此為了滿足不同快充技術對輸出電壓的要求,消費者須搭配專屬的充電器才能使用。PI資深技術培訓經理閰金光表示,InnoSwitch3-Pro則首度在電源IC中整合簡單的雙線I2C介面,因而可與外部的微控制器(MCU)進行通訊;換言之,MCU可透過指令對電源IC進行數位化編程控制,實現電壓、電流的高低調整,滿足各種快充規格的要求。

閰金光進一步說明,I2C介面有兩條線路,一是傳遞時脈訊號,另一是傳送數據訊號,也就是來自MCU的指令代碼,例如開發人員希望設定的電壓訊息。為了讓客戶可以根據自己的需要選擇最優性價比的MCU,因此PI並未直接將MCU整合進InnoSwitch3-Pro中。至於外部MCU運作時所需的電力,則可由InnoSwitch3-Pro的uVCC接腳來提供3.6V的電源。這種設計可比利用分離元件來為MCU供電更加簡單,可節省更多電路板空間。

I2C介面的引入除可讓InnoSwitch3-Pro實現數位編程、動態調控電壓和電流外,還可重新設定保護機制,包括保護功能的開啟或關開;短路後的回應方式:關閉或自動重啟;以及觸發點(Trigger Point)的設定。

閰金光解釋,傳統電源IC的保護功能是由硬體實現,設計是固定的,而InnoSwitch3-Pro則可透過I2C重新設定,能為電源系統開發商帶來更多好處。舉例而言,日本市場要求當電源輸出端發生短路,就要完全關斷,不像其他大多數國家能接受自動重啟的回應方式,因此電源開發商產品若要銷往日本,就得另外重新開發;而今有了可設定保護機制的功能後,只要在產線上進行設置,毋須開發新產品,即可因應不同國家的保護要求。

這種彈性配置的特點,可讓電源供應器製造商利用一個設計實現多種客製電源規格,且毋須重複安規認證,從而降低庫存管理負擔,並加快產品上市時程。

除了I2C的革新設計,InnoSwitch3-Pro也和InnoSwitch3一樣採用了PI專屬的FluxLink技術,可省略光耦器的使用,並達到更高整合度與可靠度。一般而言,在一次側(Primary Side)與二次側(Secondary Side)間除了使用變壓器進行隔離外,還會利用光耦器將二次側檢測到的訊息,以光訊號傳到一次側,以維持壓電穩定,此一過程即稱閉迴路控制。

而InnoSwitch3-Pro是將一次側、二次側和回授電路整合在單一表面接合離線返馳式切換開關IC中,內部則是利用FluxLink技術,來取代光耦器,讓回授資訊穿透隔離屏障進行傳遞。閰金光補充,FluxLink係以磁感應耦合來進行訊號傳遞,其提供的超高通訊頻寬可進行更快速的負載暫態回應,同時也擺脫了光耦器機械作用衰退的困擾,因此具備高度可靠性。藉由省略體積龐大的光耦器,可節省空間並提高功率密度,電源轉換器和充電器將可因此大為獲益。

另值得一提的是,相較於傳統硬切換(Hard Switch)的返馳式電源設計,InnoSwitch3-Pro通過二次側同步整流設計實現軟切換(Soft Switch),可以在非連續導通模式(DCM)、準諧振(QR)、連續導通模式(CCM)間自動切換,因而可在整個負載範圍下達到94%的效率。

InnoSwitch3-Pro除鎖定行動裝置快速充電器、電源適配器設計外,還可滿足其他20~65W輸出功率的電源設計需求,以及需要負載控制或可設定輸出的非充電應用。

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