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反激軟開關(guān)市場展望----InnoSwitch4

100W內(nèi)小功率電源中,反激架構(gòu)應(yīng)用最為廣泛,也是最符合成本要求的。

對于65W內(nèi)的適配器,PF只需要0.5,所以無需功率因素校正電路。

正激,LCC成本和空間利用率比較低。

手機快充及一些常規(guī)超極本,充電功率基本在65W左右,比如我用的K40游戲手機充電充電器功率67W,工作電腦戴爾靈越5488,充電器功率65W。接口都統(tǒng)一了type C

目前市場上PD快充非常火熱,加之用戶對快充頭體積要求越來越高,使得研發(fā)人員不得不想盡辦法提高電源功率密度及效率。

反激軟開關(guān)基于目前市場越來越受到重視,毫無疑問,軟開關(guān)好處太多了:

1.開關(guān)管處于零電壓導(dǎo)通,發(fā)熱小

2.ACF架構(gòu)可以回收利用漏感能量,效率高

3.開關(guān)管零電壓導(dǎo)通,所以開關(guān)頻率可以做得很高,比如300KHz,體積減小非常多

我之前也做過一款輸出83W反激ACF電源,分享給大家:

采用的是控制器加外置GAN,開關(guān)頻率350KHz,體積非常小。不過調(diào)試EMI非常有講究,需要經(jīng)過一番研究才能得出經(jīng)驗。

再分享機組測試波形:

三號探頭紫色波形,從左到右第一個波形,上升沿出有一個電壓尖峰,有沒有人知道原因?哈哈

探頭1,黃色:變壓器原邊電流波形

探頭2,藍色:下管驅(qū)動波形

探頭3,紫色:次級同步整流MOS電壓波形

探頭4,綠色:下管DS電壓波形

可見下管MOS導(dǎo)通前電流為負(fù)向,導(dǎo)通時兩端壓降為0,DS腳沒有一點漏感尖峰電壓。

圖二波形,可見頻率約為300KHz

滿載效率94.8%,效果非常好

但這個電源有個很大缺點,元器件非常多,導(dǎo)致調(diào)試需要花費很長時間,對工程師的技術(shù)水平要求相對較高,那種半桶水、一天到晚就知道瞎吹牛的就別想啃這塊骨頭了。

而讓IC應(yīng)用簡介化,外圍器件精簡化,是我們IC原廠的終極目標(biāo),由此InnoSwitch4系列芯片孕育而生。

精簡的外圍,超級容易上手,下面看原理圖:

再看我之前設(shè)計的外置MOS反激軟開關(guān)原理圖:

外圍元器件數(shù)量相差太多了。

未來適配器一定是向著輕量化、普通便攜電子設(shè)備均支持快充、接口一致、高功率密度方向發(fā)展。

InnoSwitch4系列芯片正是這個目標(biāo),內(nèi)置MOS,最大支持功率110W,目前已經(jīng)在很多快充頭中應(yīng)用,未來推廣力度會越來越大,各大IC原廠也會朝著這個方向研發(fā)更多新產(chǎn)品。

全部回復(fù)(56)
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20年前
LV.7
2
2021-11-15 16:13

這是一個PI原廠設(shè)計的72W DEMO板,

板子左邊為次級,右邊為初級

可以看到初級貼片器件局指可數(shù),InnoSwitch4芯片跨接與初次級之間。

初級兩顆MOS,一顆用于回收漏感尖峰能量。另一顆在輸入低壓時打開,接通低壓電解,維持母線電壓。

希望PI原廠能開展一次發(fā)樣片DIY活動,讓廣大網(wǎng)友都實際參與InnoSwitch4系列芯片設(shè)計,感受InnoSwitch4系列芯片的優(yōu)勢,贊同的網(wǎng)友給我點贊,哈哈哈哈。。。。

3
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daichao
LV.4
3
2021-11-15 17:08

如果是輕量化、高效率的那就更好了,方便了很多。

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不可說
LV.5
4
2021-11-23 21:34

不過反激也有缺點,效率很難做高,對反激變壓器的經(jīng)驗和設(shè)計工藝有比較高的要求

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2021-11-24 09:38

InnoSwitch4芯片內(nèi)置MOS,最大支持功率到110W,相當(dāng)驚人了

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cyyzej
LV.7
6
2021-11-25 13:43

還是搞高端的帶勁.世面上的電源都是急功近利.

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2021-11-25 14:00

InnoSwitch4 最大支持功率110W,是全電壓的就完美

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2021-11-25 14:16

很好

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2021-11-25 14:17

外圍精簡,調(diào)試快捷,唯一不足,對變壓器要求特別高,對于密度高的可以接受

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2021-11-25 14:27
@20年前
[圖片][圖片]這是一個PI原廠設(shè)計的72WDEMO板,板子左邊為次級,右邊為初級可以看到初級貼片器件局指可數(shù),InnoSwitch4芯片跨接與初次級之間。初級兩顆MOS,一顆用于回收漏感尖峰能量。另一顆在輸入低壓時打開,接通低壓電解,維持母線電壓。希望PI原廠能開展一次發(fā)樣片DIY活動,讓廣大網(wǎng)友都實際參與InnoSwitch4系列芯片設(shè)計,感受InnoSwitch4系列芯片的優(yōu)勢,贊同的網(wǎng)友給我點贊,哈哈哈哈。。。。

原廠的demo電路還真的是簡潔易懂啊,InnoSwitch4系列真的可以搞來玩玩,DIY做電源

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熒火
LV.4
11
2021-11-25 14:35

PD的輸出范圍在3-20V,有這方面的測試嗎?

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2021-11-25 14:39

關(guān)于對未來適配器的發(fā)展方向的預(yù)測,個人還是比較認(rèn)同的!

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華師
LV.3
13
2021-11-25 15:35

外圍電路簡單 對成本 調(diào)試都很大的幫助,就是設(shè)計到部分要求時,外圍器件無法幫助調(diào)試 也麻煩,總體來說挺好的

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zhgr
LV.5
14
2021-11-25 15:39

常用12V 3-4A左右反激電源效率仔細(xì)調(diào)整,最高點效率可以90%以上,可靠性還是很高的

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2021-11-25 16:38

變壓器工藝如何去設(shè)計,說實在手工設(shè)計和實際工廠做出來的差異性還是很高的,一致性不敢保證

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tanb006
LV.10
16
2021-11-25 17:35
@不可說
不過反激也有缺點,效率很難做高,對反激變壓器的經(jīng)驗和設(shè)計工藝有比較高的要求

軟開關(guān)+同步整流,效率輕松超92%。這時候體積和效率優(yōu)勢就碾壓普通正激類電源了。

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tanb006
LV.10
17
2021-11-25 17:37
@wanghuan520
外圍精簡,調(diào)試快捷,唯一不足,對變壓器要求特別高,對于密度高的可以接受

對變壓器要求不高呀。氣隙搞好,漏感小些,就OK了。

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tanb006
LV.10
18
2021-11-25 17:37
@熒火
PD的輸出范圍在3-20V,有這方面的測試嗎?

這需要后級再加DC-DC電路才會有更高效率和安全性。

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tanb006
LV.10
19
2021-11-25 17:39
@electronicLee
變壓器工藝如何去設(shè)計,說實在手工設(shè)計和實際工廠做出來的差異性還是很高的,一致性不敢保證

就算小廠的變壓器,也能做到電感量精度達到2%。繞線工藝不是問題。問題是磁芯材質(zhì)的一致性。良心廠家自然會用正規(guī)磁芯。

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cwm4610
LV.6
20
2021-11-25 19:25

電路板光板看上去很不錯,很專業(yè)很到位。

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小燕紙
LV.5
21
2021-11-25 22:30

開關(guān)管處于零電壓導(dǎo)通是硬件實現(xiàn)還是軟件控制啊

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2021-11-26 09:43

LZ高手,研究的很透徹

第一個脈沖的上升沿尖峰,在全橋電路中,當(dāng)負(fù)載容性時,出現(xiàn)這種波形,是硬開關(guān)的特征現(xiàn)象,這里不知道算不算是這種情況。

我以前一直以為PFC很簡單,用個專用IC驅(qū)動MOS管就可以了,后來做2.5KW的PFC時,用了L6562竟然加電不振蕩,后來又換NCP1622還是不工作,再后來換XL33262才有了正常驅(qū)動波形,檢查原因發(fā)現(xiàn)是,如果AC檢測端沒有信號,PFC是不工作的。我也曾經(jīng)用MCU直接控制MOS管,AD采集電壓電流實現(xiàn)PFC,但自己做的算法,總是不能產(chǎn)生理想的PFC效果。

現(xiàn)在正在設(shè)計3.5KW的PFC,準(zhǔn)備也用33262芯片,用兩組獨立的PFC,應(yīng)該能夠自動均衡功率吧。用單顆MOS完成3.5KW的PFC,峰值電流太高了,電感沖擊電容沖擊都會很大,正在設(shè)計,應(yīng)該問題不大。

關(guān)于軟開關(guān),我的理解是,在MOS功率端并一個小電容,比如10nF,就組成了一個標(biāo)準(zhǔn)的單管并聯(lián)諧振電路,天然就具備了零電壓零電流開啟功能,但是,需要用MCU捕捉同步點,好像沒有專門的IC。

我現(xiàn)在對PFC只求能工作就行,不考慮效率,狀態(tài)很浮躁,完全達不到LZ的專注度和理解力。

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#回復(fù)內(nèi)容已被刪除#
23
20年前
LV.7
24
2021-11-26 10:53
@熒火
PD的輸出范圍在3-20V,有這方面的測試嗎?

這個比較簡單啊,配合PD協(xié)議芯片就可以了,次級反饋的,很好設(shè)計

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20年前
LV.7
25
2021-11-26 10:55
@還是上次那回
關(guān)于對未來適配器的發(fā)展方向的預(yù)測,個人還是比較認(rèn)同的!

餅干充電器出貨量很大,可見準(zhǔn)確的市場判斷很重要

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20年前
LV.7
26
2021-11-26 10:56
@華師
外圍電路簡單對成本調(diào)試都很大的幫助,就是設(shè)計到部分要求時,外圍器件無法幫助調(diào)試也麻煩,總體來說挺好的

不過也有壞處,就是電源工程師越來越不需要動腦子了,剛畢業(yè)的大學(xué)上都能隨便搞,這個行業(yè)不好混了

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20年前
LV.7
27
2021-11-26 10:57
@electronicLee
變壓器工藝如何去設(shè)計,說實在手工設(shè)計和實際工廠做出來的差異性還是很高的,一致性不敢保證

這個就要考驗工程師的細(xì)心程度了,計算好每層可以繞多少圈,有多少余量,合理的設(shè)計可以讓批量一致性非常高。多動手,做一個細(xì)心的工程師

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20年前
LV.7
28
2021-11-26 10:58
@tanb006
軟開關(guān)+同步整流,效率輕松超92%。這時候體積和效率優(yōu)勢就碾壓普通正激類電源了。

92是常規(guī)效率,效率高的同時,體積也小,才是優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品

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20年前
LV.7
29
2021-11-26 10:59
@tanb006
這需要后級再加DC-DC電路才會有更高效率和安全性。

跟安全有什么關(guān)系,前級已經(jīng)隔離了啊

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20年前
LV.7
30
2021-11-26 11:01
@tanb006
就算小廠的變壓器,也能做到電感量精度達到2%。繞線工藝不是問題。問題是磁芯材質(zhì)的一致性。良心廠家自然會用正規(guī)磁芯。

首先要設(shè)計好變壓器,比如說某個層設(shè)計繞滿一層的98%,這種批量做的時候很有可能繞到第二層去,這樣下一層就變得很擁擠,批量做出來的參數(shù)就會有很大差異??简灥氖枪こ處煹乃?,工程師做事一定不能浮躁

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20年前
LV.7
31
2021-11-26 11:03
@米山人家
LZ高手,研究的很透徹第一個脈沖的上升沿尖峰,在全橋電路中,當(dāng)負(fù)載容性時,出現(xiàn)這種波形,是硬開關(guān)的特征現(xiàn)象,這里不知道算不算是這種情況。我以前一直以為PFC很簡單,用個專用IC驅(qū)動MOS管就可以了,后來做2.5KW的PFC時,用了L6562竟然加電不振蕩,后來又換NCP1622還是不工作,再后來換XL33262才有了正常驅(qū)動波形,檢查原因發(fā)現(xiàn)是,如果AC檢測端沒有信號,PFC是不工作的。我也曾經(jīng)用MCU直接控制MOS管,AD采集電壓電流實現(xiàn)PFC,但自己做的算法,總是不能產(chǎn)生理想的PFC效果?,F(xiàn)在正在設(shè)計3.5KW的PFC,準(zhǔn)備也用33262芯片,用兩組獨立的PFC,應(yīng)該能夠自動均衡功率吧。用單顆MOS完成3.5KW的PFC,峰值電流太高了,電感沖擊電容沖擊都會很大,正在設(shè)計,應(yīng)該問題不大。關(guān)于軟開關(guān),我的理解是,在MOS功率端并一個小電容,比如10nF,就組成了一個標(biāo)準(zhǔn)的單管并聯(lián)諧振電路,天然就具備了零電壓零電流開啟功能,但是,需要用MCU捕捉同步點,好像沒有專門的IC。我現(xiàn)在對PFC只求能工作就行,不考慮效率,狀態(tài)很浮躁,完全達不到LZ的專注度和理解力。

單單并個電容就并聯(lián)諧振了嗎,沒見過這種哦,有沒有資料分享一下

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