基於PI InnoSwitch3-pro INN3379C 與 MinE-CAP MIN1072M 之 60W 超小型 USB PD3.0 方案

Power Integrations,推出MinE-CAP 系列,此IC可大幅縮小了輸入大電容器的尺寸,消費端需求的瓦數越來越大,期望的charger體積越來越小,是現今的消費市場趨勢,因此許多廠商,不斷的提高操作頻率,來降低變壓器大小,已達到縮小體積的要求,但高頻的弱勢,在於EMI的困難,AC-DC stage確實縮小了,但在EMI Stage又增加許多choke or y-cap才能meet法規要求導致原本可以省的體積又增加了回來,同時也增加了諸多cost,對於整體的產品的價格與size並無任何實質上的幫助。

MinE-CAP2,用以縮小輸入端電容的體積,假設在一個60W adapter條件下,至少需要使用到100uF/400V的Buck Cap,但使用MinE-Cap可將100uF/400V拆成22uF/400V+82u/160V的組合,在容值相等的情況下,因為電容耐壓大幅下降的關係,大大減少了一顆大電容所占用的體積,且不會影響輸出漣波、工作效率,更無需重新設計變壓器。

同時因為電容容值降低的關係,還多增加了如下優勢:
(1)在沒有高頻的情況下增加高功率密度
(2)Precision in?rush current management,所以產品無須NTC
(3)減小橋式整流器和保險絲的尺寸
(4)單個封裝,只有三個外部組件

MinE-CAP MIN1072M 搭配 PWM controller InnoSwitch3-pro INN3379C應用於65W的PD Adapter中,架構上使用Flyback透過InnoSwitch3-pro 的I2C連接埠介面與後端PD controllor溝通,用於配置、控制和監督電源子系統的操做,借已達到所需的輸出條件,除了擁有以往的高集成化的優勢之外,在維持原有的容值下,更是大幅地降低了輸出端電容所佔的體積,且並不影響Performance。

在保護方面,60W PD Adapter擁有了許多保護功能,包含:
  • Output Open Loop,
  • Output Overvoltage,
  • Output Short Circuit,
  • Output Undervoltage,
  • Overtemperature。

►場景應用圖

►產品實體圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

‧輸入大電容器 (E-CAP) 的體積減少幅度高達 50% ‧消除了突波 NTC ‧降低了輸入橋式整流器和保險絲上的(I^2)T 應力 ‧搭配 InnoSwitch IC 系列使用,實現最少元件數的超小型 AC/DC 轉換器 ‧輸入突波保護 ‧接腳開路/短路和 E-CAP UV/OV 故障報告

►方案規格

‧高度集成的解決方案,盡可能少的零件數量 ‧全電壓範圍下,滿載效率符合COC V5 & DOE6平均效率規範 ‧整合式溫度感測和磁滯回復過溫保護 ‧230 VAC時空載輸入功率小於60mW ‧符合CISPR22 / EN55022 Class B規範

技術文檔

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Power Integrations MinE-cap用已縮小Switch Power Supply技術

應用場景描述:

針對市場消費性電源快充與小型化的挑戰:
1.瓦數是不斷在上升
2.單一輸出電壓變為變壓輸出
3.QC or PD function

依據上述需求的提升,但Power卻期望越做越小,並維持甚至是提高其performance,從傳統的提高切換頻率來看,會衍生其它相關電氣問題,抑或是提高了cost,
本篇介紹PI MinE-cap,不旦不會改變線路原有的設計,更能直接縮小整體power supply體積,且能保持甚至提高其特性。

方案規格:

MinE-cap IC最主要用已縮小輸入大電容器的尺寸,且不會影響電氣特性,更無需重新設計變壓器,同時避開了複雜的 EMI 濾波以及與極高頻率設計相關的變壓器。
MinE-cap 還可以降低 AC input時的突波電流,免去了耗散的 NTC 或大型慢熔型保險絲。
此外,MinE-cap 還可用於範圍輸入(90 VAC 至 350+VAC)的應用中,同樣具有高百分比的輸入電容額定值 160 V,且堆疊的 400V 或 500-600V額定電容器的電容比通常所需的值小得多。