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PowiGaN技术在家电电源系统中的应用

2021-5-8 09:11| 发布者: 闪电| 查看: 191| 评论: 0

摘要: PI带来了内置PowiGaN氮化镓技术的InnoSwitch3系列开关电源芯片在家电电源系统中的应用分享。由PI FAE经理蒋海华先生进行演讲,介绍PI的PowiGaN和Fluxlink技术为家电应用提供高效、节省空间、坚固耐用的新型电源。在 ...
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PI带来了内置PowiGaN氮化镓技术的InnoSwitch3系列开关电源芯片在家电电源系统中的应用分享。由PI FAE经理蒋海华先生进行演讲,介绍PI的PowiGaN和Fluxlink技术为家电应用提供高效、节省空间、坚固耐用的新型电源。

 


在家电产品中,常见的无刷电机驱动方案分为两种,第一种是电机驱动器,即电机逆变器直接连接到311V高压直流母线上,由于是非隔离驱动,家电设备需要安全隔离,对电机的绝缘要求较高。另外一种是隔离电源,输出低压大电流送至电机驱动器进行驱动。PI针对隔离电源推出了一款高效率的开关电源芯片。

 

传统的隔离电源解决方案是使用大电流电源,由于使用二极管整流,大电流输出的损耗较大,需要在二极管上使用面积很大的散热片,同时二极管的正向压降降低了开关电源的整体转换效率,大约为87-88%。

 

在使用同步整流取代二极管后,可以消除掉二极管的压降损耗,开关电源的整体功耗提升到91%左右。但外置了同步整流管和同步整流驱动器,且同步整流驱动器需要辅助绕组供电,并且输出电压需要光耦反馈,还需要对应的补偿环路。元件较多。并且初级开关管仍然需要大面积的散热片进行散热。

 



PI的InnoSwitch3系列电源芯片,采用PowiGaN氮化镓技术,可以大幅提高效率,简化系统散热需求。采用PI专有的FluxLink反馈技术,具有极高的可靠性和超长的使用寿命,可以取代传统光耦反馈电路。同时电源芯片内置低损耗功率开关,内置低功耗高性能的开关电源控制器,配合无损耗初级电流检测最优化转换效率。电源芯片内置同步整流控制器,无需辅助绕组,可在所有输入电压和负载变化情况下稳定可靠的输出。PI电源芯片采用Insop24封装,具有优秀的绝缘性能,优秀的散热性能,并具备完整的保护功能和控制功能。

 

根据PI针对PowiGaN和传统硅MOS的对比,基于PI自身产品的评估板测试,在低输入电压下,PowiGaN氮化镓技术可提供大约5%的效率提升,230Vac下可提供约2%的效率提升,减少损耗降低发热,从而减小散热需求。

 

PI使用PowiGaN的InnoSwitch3的电源芯片可以提供100W以上的输出功率,PowiGaN氮化镓开关导通电阻更小,开关损耗降低。同时InnoSwitch3具有3个系列,CP用于恒功率输出场合,EP适合于敞开式无外壳应用,Pro支持数字I2C控制。

 

PI的InnoSwitch系列电源产品具有非常好的一致性,可简化电源设计流程,方便替换器件,并简化电源设计考量。

 

PI参考设计DER-868,60W输出功率。内置750V耐压的PowiGaN开关管的INN3679C,在90-265Vac输入下,可输出75W功率。无散热片设计,效率高达93.5%,待机功耗小于30mW,尺寸为35.5*75.9mm。整个电源只有45个元件,同步整流无需辅助绕组供电,非常简洁的设计。

 

这款60W参考设计在6W输出的效率仍然高于其他6W输出的电源,并且满载效率也非常高,适合于冰箱等大部分时间处于轻载工作状态的家用电器。

 

PI基于PowiGaN的集成芯片,可简化开关电源设计。相比硅器件更加坚固耐用,可承受浪涌带来的冲击。可用于高压驱动电机的辅助电源,或为低压无刷电机供电,或作为辅助电源使用。PI还具有高压自供电的BridgeSwitch半桥驱动器器件+小功率辅助电源的解决方案和采用PowiGaN的开关电源芯片InnoSwitch3。可根据设计灵活选用解决方案。



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