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极简主义流行,家电电源设计需要什么样的“芯”?
阅读: 3395 |  回复: 22 楼层直达

2017/04/01 11:43:49
1
电源网-静静
电源币:4857 | 积分:5011 主题帖:320 | 回复帖:523
LV9
军长

尽可能减少BOM中的元器件数量,降低产品的设计复杂度——这种“极简主义”的思路一直是电子系统设计的重要趋势,在家电电源设计上也不例外。而与此同时作为一个与“能耗”高度相关的产品,家电电源也需要满足效率和可靠性等方面日益苛刻的要求。这看似矛盾的一对需求,是否能够在实际的设计中得以实现,其中扮演核心角色的电源管理芯片发挥着至关重要的作用。


日前在第九届家电电源技术创新与节能管理研讨会上,PI公司的市场拓展经理郭春明先生以PI公司的产品为例,向我们诠释了什么样的“芯”才是家电电源简化设计的潮流之选。


AC/DC多路输出家电电源

家电通常都需要从市电取电,因此AC/DC是家电电源设计的必修课。传统意义上,AC/DC电源分为初级侧控制(PSR)和次级侧控制(SSR)两种结构,它们各有利弊:前者结构简单、具有BOM成本优势,但是性能欠佳,需要后级稳压来提高精度;后者性能高,但是需要光耦等器件,会增加系统的复杂性和成本,究竟应该选择哪种结构,是一个让开发者倍感纠结的选择。针对这一设计挑战,PI推出了InnoSwitch-EP系列芯片,由于集成了一种独特的FluxLink通讯方式,其无需光耦即可在次级和初级之间进行信号反馈,可对多路输出电源进行精准的调整和控制,简言之,InnoSwitch-EP芯片既有PSR的BOM成本,又有SSR的性能优势,可谓是两全其美。

在简化产品设计上,InnoSwitch-EP究竟使用了哪些招数?

    采用独特的FluxLink技术,省去了SSR中光耦等器件;

    无需后级稳压电路,可实现高效率;

    同步整流的使用使得电源效率比典型整流设计高2-3%,因此无需散热片;

    集成耐压高达900V的MOSFET,自带输入电压欠压和过压保护;

    只需一个电阻,即可实现精确的OCP过流保护,以及对LED灯串的恒流供电

1:家电中多路输出设计方案比较,InnoSwith-EP芯片具有显著的综合优势】


适应高
PFC要求的家电所需

在冰箱、电动工具充电器,以及电动自行车电池充电器等应用中,通常会要求使用高PFC性能的电源器件,在满载及轻载情况下提供优异效率及功率因数性能。PI最新推出的HiperPFS-4器件在一个紧凑型电气隔离的可散热封装中,集成了一个适合305 VAC输入的600 V MOSFET和一个高效率变频CCM PFC控制器,同时集成了欠压锁定保护、欠压保护、过压保护、过温保护、电压缓升/跌落保护、逐周期限流以及功率限制保护等高可靠性特性,通过高集成度的设计最大限度地简化了BOM。

同时,HiperPFS-4具有很高的效率,在230 VAC满载下的效率可达98%,由于采用了独一无二的频率滑动控制技术,有效降低了轻载下的开关损耗,使得电源在20%轻负载下的效率仍可以达到96% 。高效率意味着无需辅助电源,电源系统得以进一步简化。

 

此外,HiperPFS-4控制器可在轻载下对EMI滤波电容引起的波形失真进行补偿,在整个负载范围内均具有优异的低THD性能,使得电源系统可以采用更简单的低成本EMI滤波电路。上述特性的综合作用,使得高PFC电源系统的设计大为简化。

图2:HiperPFS-4典型应用电路,高集成度使得系统BOM大为简化

总之,家电电源设计正在变得更为简洁,但是所谓“简洁而不简单”,熟悉创新电源管理技术中的门道,选“对”电源管理芯片,是成功的第一步。

2017/04/01 17:46:59
2
lingyan
电源币:241 | 积分:36 主题帖:19 | 回复帖:902
LV8
师长
受益匪浅,学习了
2017/06/04 20:35:41
6
xxbw6868
电源币:1233 | 积分:5 主题帖:48 | 回复帖:324
LV8
师长
这个芯片输入过欠压保护和快速的动态响应,空载功耗可以做到10 mW,待机功耗很低。
2017/07/09 13:15:53
8
tabing_dt
电源币:1119 | 积分:6 主题帖:105 | 回复帖:823
LV9
军长

InnoSwitch-EP集成耐压900V的MOSFET确实挺高的,不然电源芯片一般集成的MOS管都是725V以下。

2017/07/11 10:31:26
9
x1995418
电源币:1021 | 积分:9 主题帖:113 | 回复帖:395
LV8
师长
HiperPFS-4系列PFS7623-7629/7633-7636是集成了600V MOSFET的PFC控制器,不需要外接电流检测电阻,在整个负载范围内有最大化效率和最小化EMI,效率大于95%
2017/10/24 10:37:43
13
筱眼睛
电源币:655 | 积分:5 主题帖:10 | 回复帖:127
LV5
营长
学到很多东西,受益匪浅。
2018/03/29 13:53:41
16
谢厚林[荣誉版主]
电源币:14 | 积分:88 主题帖:43 | 回复帖:3041
LV12
元帅

InnoSwitch-EP集成耐压900V的MOS,这个比较适合电表,中东印度一些市场电压不稳的市场。

2018/06/07 13:11:05
17
xxbw6868
电源币:1233 | 积分:5 主题帖:48 | 回复帖:324
LV8
师长
900V的MOS管耐压很高了,再高的话就应该用IGBT的管了吧。
2017/04/04 21:50:02
3
大海的儿子
电源币:63 | 积分:1 主题帖:93 | 回复帖:573
LV8
师长
InnoSwitch-EP同步整流可以使效率略有提高,同步整流使用在大电流的场合比较有优势。
2017/07/11 20:41:59
10
xxbw6868
电源币:1233 | 积分:5 主题帖:48 | 回复帖:324
LV8
师长
HiperPFS-4具有很高的效率,在230 VAC轻载的情况下效率能达到98%吗?
2018/06/07 13:27:50
21
trllgh
电源币:51 | 积分:0 主题帖:36 | 回复帖:333
LV8
师长
手册中是说从10%负载至100%负载效率均可以大于95%,电源效率98%的话不是所有负载范围的。
2018/06/07 13:12:14
18
xxbw6868
电源币:1233 | 积分:5 主题帖:48 | 回复帖:324
LV8
师长
InnoSwitch3-EP功率可以做得更大了,损耗降低了,功率可以做得更大了,最大可以做到65W
2017/05/31 10:35:36
4
谢厚林[荣誉版主]
电源币:14 | 积分:88 主题帖:43 | 回复帖:3041
LV12
元帅

产品很好,如能解决安装问题,那就更好了

2017/06/02 00:06:53
5
dreamsky011
电源币:1 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:2
LV1
士兵
学习了
2017/06/04 20:36:50
7
xxbw6868
电源币:1233 | 积分:5 主题帖:48 | 回复帖:324
LV8
师长
InnoSwitch这个料设计的电源安装上有什么问题呢?不是很明白啊?是指散热方面吗?
2018/03/29 13:52:33
15
谢厚林[荣誉版主]
电源币:14 | 积分:88 主题帖:43 | 回复帖:3041
LV12
元帅
inno没有安装的问题。
2018/06/07 13:29:23
22
trllgh
电源币:51 | 积分:0 主题帖:36 | 回复帖:333
LV8
师长
InnoSwitch芯片很薄,主要是靠pcb铜箔散热的,在规定的功率范围内不用外加散热片。
2017/07/29 11:39:03
11
z1249335567
电源币:160 | 积分:4 主题帖:85 | 回复帖:516
LV8
师长
这个功率因数芯片!
2018/06/07 13:16:25
19
xxbw6868
电源币:1233 | 积分:5 主题帖:48 | 回复帖:324
LV8
师长
HiperPFS-4除了提高高功率因数及很高的效率,10%到满载的效率都比较高。
2017/08/24 09:36:26
12
A你是谁
电源币:36 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:4
LV1
士兵
受益了。
2018/02/13 15:38:27
14
liujij
电源币:10 | 积分:0 主题帖:6 | 回复帖:102
LV4
连长
相当多的家电和充电器是需要内部辅助电源和市电隔离的,这款电路做不到。
2018/06/07 13:19:10
20
xxbw6868
电源币:1233 | 积分:5 主题帖:48 | 回复帖:324
LV8
师长
你要做充电器,可以看看InnoSwitch-CP和InnoSwitch-CE,InnoSwitch-EP确实不适合做充电器。
2018/06/07 13:43:10
23
trllgh
电源币:51 | 积分:0 主题帖:36 | 回复帖:333
LV8
师长
InnoSwitch-CP可提供恒功率,使充电时间缩至最短,支持QC3.0和USB-PD充电协议。
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