HiperPFS-5 IC能夠?yàn)槌焖俪潆娺m配器、消費(fèi)電子產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)和家電電源提供緊湊、高效的功率因數(shù)校正電路 。
對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師來(lái)說(shuō)，如何提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力是他們面對(duì)的核心挑戰(zhàn)。充電器和適配器要越做越?。荒軌?yàn)橹悄苁謾C(jī)、平板電腦、筆記本電腦和其他便攜式設(shè)備提供完整的USB-C功率傳輸(PD)、數(shù)字控制電源(PPS)功能；充電時(shí)間要越來(lái)越短。眾所周知，設(shè)計(jì)更小巧的充電器和適配器的關(guān)鍵在于減少元件數(shù)量和最大限度地提高效率：但說(shuō)起來(lái)容易，實(shí)現(xiàn)起來(lái)卻有難度。
離線反激式電源在變壓器初級(jí)側(cè)需要有鉗位電路（有時(shí)稱為緩沖器），以在正常工作期間功率MOSFET開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)限制其兩端的漏源極電壓應(yīng)力。設(shè)計(jì)鉗位電路時(shí)可以采用不同的方法。低成本的無(wú)源網(wǎng)絡(luò)可以有效地實(shí)現(xiàn)電壓鉗位，但在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期必須耗散鉗位能量，這會(huì)降低效率。一種改進(jìn)的方法就是對(duì)鉗位和功率開(kāi)關(guān)采用互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)的有源鉗位技術(shù)，使得能效得以提高，但它們會(huì)對(duì)電源的工作模式帶來(lái)限制（例如，無(wú)法工作于CCM工作模式）。為了克服互補(bǔ)有源鉗位電路所帶來(lái)的設(shè)計(jì)限制，可以采用另外一種更先進(jìn)的控制技術(shù)，即非互補(bǔ)有源鉗位。該技術(shù)可確保以更具成本效益的方式使用鉗位能量。
InnoSwitch3產(chǎn)品系列陣容再度擴(kuò)大，新器件不僅能顯著減少元件數(shù)量，還可大幅提高電動(dòng)汽車(chē)和工業(yè)應(yīng)用的效率。
如今，越來(lái)越多的設(shè)計(jì)者在各種應(yīng)用中使用基于氮化鎵的反激式AC/DC電源。氮化鎵之所以很重要，是由于其有助于提高功率晶體管的效率，從而減小電源尺寸，降低工作溫度。
性能優(yōu)于降壓型變換器：最新的InnoSwitch3 IC產(chǎn)品系列可簡(jiǎn)化高輸出電流設(shè)計(jì)、提高設(shè)計(jì)靈活性并提供行業(yè)領(lǐng)先的效率
DER-937是一款采用高度集成的升壓PFC和氮化鎵反激式開(kāi)關(guān)IC設(shè)計(jì)的100W USB PD充電器，總共僅使用117個(gè)元件
在越來(lái)越多的應(yīng)用中，對(duì)導(dǎo)通和關(guān)斷AC輸入電源的器件的性能進(jìn)行優(yōu)化是一個(gè)重要考慮因素，這些應(yīng)用包括智能家居/智能建筑(HBA)、支持物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的家電、智能開(kāi)關(guān)和插頭、調(diào)光器和人體感應(yīng)傳感器，特別適用于采用繼電器或可控硅進(jìn)行功率控制的設(shè)計(jì)。當(dāng)AC電源異步導(dǎo)通或關(guān)斷而不考慮其所處的電壓時(shí)，效率和可靠性會(huì)受到不利影響，必須添加電路以保護(hù)開(kāi)關(guān)免受高瞬態(tài)電流的影響。
電源設(shè)計(jì)者如今面臨兩個(gè)主要問(wèn)題：消除有害的輸入諧波電流和確保功率因數(shù)盡可能地接近于1。有害的諧波電流會(huì)導(dǎo)致傳輸設(shè)備過(guò)熱，并帶來(lái)后續(xù)必須解決的干擾難題；這兩者也會(huì)對(duì)電路的尺寸和/或效率產(chǎn)生不利影響。如果施加在線路上的負(fù)載不是純電阻性的，輸入電壓和電流波形之間將產(chǎn)生相移，從而增加視在功率并降低傳輸效率。如果非線性負(fù)載使輸入電流波形失真，則會(huì)引起電流諧波，從而進(jìn)一步降低傳輸效率并將干擾引入市電電網(wǎng)。
電機(jī)是目前世界上最大的電力消耗者，并且占比非常大。荷蘭能源研究中心(ECN)估計(jì)，全球發(fā)電量的45%是由電機(jī)消耗的。因此，為了推動(dòng)效率的提高，各國(guó)正通過(guò)立法手段來(lái)提高電機(jī)的效率標(biāo)準(zhǔn)。2021年7月，歐盟開(kāi)始實(shí)施“電機(jī)和變速驅(qū)動(dòng)裝置條例(EU) 2019/1781”，對(duì)之前被排除在標(biāo)準(zhǔn)之外的一些電機(jī)增加了最低效率限值，并縮短了為其他類(lèi)型電機(jī)符合效率要求所預(yù)留的時(shí)間。此類(lèi)法規(guī)顯示的趨勢(shì)很明顯 – 所允許的最低效率將隨著時(shí)間的推移不斷提高。新的電機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能的高效，以避免在其工作壽命結(jié)束前就被立法強(qiáng)制替換的風(fēng)險(xiǎn)。
目前市面上出現(xiàn)了一個(gè)新的芯片組，它由具有耐用的750V氮化鎵(GaN)初級(jí)側(cè)開(kāi)關(guān)的反激式IC方案與創(chuàng)新的高頻有源鉗位方案組合而成，能夠?yàn)槭謾C(jī)、平板電腦和筆記本電腦設(shè)計(jì)出額定功率高達(dá)110W的新型超緊湊充電器。此芯片組來(lái)自Power Integrations，包含內(nèi)部集成PowiGaN?開(kāi)關(guān)的InnoSwitch?4-CZ零電壓開(kāi)關(guān)(ZVS)反激式控制器和提供有源鉗位解決方案的ClampZero?產(chǎn)品系列。這些新IC可用于設(shè)計(jì)效率高達(dá)95%且在不同輸入電壓條件下保持恒定的反激式電源。
這一全集成充電器解決方案整合了USB PD、PPS、PowiGaN和FluxLink技術(shù)，可最大限度地提高效率，顯著減少適配器和充電器的元件數(shù)量
新的門(mén)驅(qū)動(dòng)器節(jié)省了六分之一的模塊;大大降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性
SCALE-2技術(shù)可優(yōu)化外形尺寸，提高耐壓在3300V以內(nèi)的功率逆變器和變換器的效率、性能和可靠性
600V 12A二極管可替代汽車(chē)應(yīng)用中的SiC元件
王洪陽(yáng)
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