用于開關(guān)應(yīng)用的功率集成電路

在家用電器和 480 V AC 工業(yè)電源的應(yīng)用中，特別是在電源電壓不穩(wěn)定的地理區(qū)域，使用包含 900 V MOSFET 的集成開關(guān)電路。用于節(jié)能電源轉(zhuǎn)換的高壓集成電路是電力電子領(lǐng)域的成熟領(lǐng)域，并且具有較大的增長(zhǎng)空間。這些是用于高效絕緣反激電源和簡(jiǎn)單非隔離降壓轉(zhuǎn)換器的集成電路。在此類應(yīng)用中，需要某些特定的功能技術(shù)，例如短路和開路保護(hù)、減少電磁干擾和過壓保護(hù)。???

MOSFET技術(shù)

MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）是一種用于電力電子領(lǐng)域的半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體既不充當(dāng)絕緣體也不充當(dāng)導(dǎo)體。構(gòu)建 MOSFET 等器件的半導(dǎo)體材料同時(shí)具有絕緣特性和導(dǎo)電特性。從設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)方式可以控制傳導(dǎo)或隔離特性。晶體管可能是最著名的半導(dǎo)體器件，也是雙極器件的一個(gè)例子。MOSFET技術(shù)是雙極技術(shù)的改進(jìn)，實(shí)際上N和P材料都在使用，只是加入了金屬氧化物絕緣體，以提供一些性能和功能的改進(jìn)。MOSFET晶體管是一種廣泛用于電子設(shè)備中開關(guān)和放大電子信號(hào)的半導(dǎo)體器件。MOSFET是集成電路的核心，由于其體積非常小，可以在單芯片中設(shè)計(jì)和制造，用于模擬和數(shù)字電路。MOSFET 的主要目的是控制源極和放電之間的電壓和電流流動(dòng)，類似于開關(guān)。

InnoSwitch?3-EP集成電路

InnoSwitch3-EP是一款集成 CV/CC QR 反激開關(guān)電路，具有集成 725 V/900 V MOSFET、同步校正和 FluxLink 反饋，適用于高達(dá) 45 W 的應(yīng)用。 InnoSwitch3-EP 反激開關(guān)集成電路具有反饋、整流同步和集成 MOSFET。InnoSwitch3-EP 的革命性設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)出色的交叉調(diào)節(jié)，并將損耗降低 30% 至 35%。InnoSwitch3 系列集成電路包括 InnoSwitch3-Pro、InnoSwitch3-CE、InnoSwitch3-CP、InnoSwitch3-EP、InnoSwitch3-MX，簡(jiǎn)化了反激式電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，尤其是那些需要高效率和緊湊尺寸的轉(zhuǎn)換器。InnoSwitch 系列集成電路在單個(gè)表面貼裝離線反激式開關(guān) IC 中結(jié)合了初級(jí)、次級(jí)和反饋電路。

Power Integrations 的FluxLink 通信技術(shù)允許您在不使用磁性材料的情況下跨隔離屏障提供反饋信息。FluxLink 提供非常高的通信帶寬，可實(shí)現(xiàn)更快的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，高度可靠且不受光耦合器典型退化機(jī)制的影響。它內(nèi)置于封裝中，通過消除笨重的光耦合器，節(jié)省空間并提高功率密度，這對(duì)適配器和充電器特別有利。此外，該技術(shù)符合所有全球抗噪標(biāo)準(zhǔn)。

InnoSwitch3-EP 系列的器件集成了多種保護(hù)功能，包括線路過壓和欠壓保護(hù)、輸出過壓限制和過流保護(hù)以及過溫關(guān)斷。特別是 900 V InnoSwitch3-EP 反激式開關(guān)集成電路提供無(wú)損耗的線路過壓保護(hù)檢測(cè)功能，當(dāng)線路電壓超過選定閾值時(shí)自動(dòng)中斷開關(guān)，防止在相當(dāng)大的情況下?lián)p壞電源線路過電壓。

這些設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)和峰值功率傳輸選項(xiàng)以及常用的自動(dòng)重啟或閉鎖保護(hù)行為。特別是，該集成電路具有高度集成的緊湊型封裝、全范圍內(nèi)非常高的效率、包含多模式準(zhǔn)諧振 (QR)/CCM 反激式控制器、725 V 或 900 V MOSFET、次級(jí)側(cè)感測(cè)和同步整流驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié) (SSR) 反饋和同步 FET，集成 FluxLink，HIPOT 隔離反饋鏈路，通過外部電阻器施加的可調(diào)精確電流檢測(cè)。從能效的角度來(lái)看，采用 InnoSwitch-3 IC 的設(shè)計(jì)很容易滿足所有全球能效法規(guī)，并且具有低散熱的特點(diǎn)。由于集成了 SR FET 柵極驅(qū)動(dòng)器，它還配備了先進(jìn)的直通和交叉?zhèn)鲗?dǎo)防止機(jī)制。它完全符合安全和法規(guī)要求，具有出色的抗噪性，并具有增強(qiáng)絕緣和絕緣電壓 > 4000 VAC。

圖1：典型應(yīng)用方案

InnoSwitch-EP 架構(gòu)具有高度創(chuàng)新性，該器件將主控制器和從控制器集成到單個(gè)集成電路中，同時(shí)具有檢測(cè)元件和反饋機(jī)制，同時(shí)滿足安全性。組件的緊密接近和集成通信鏈路的創(chuàng)新使用允許精確控制次級(jí)側(cè)的同步整流 MOSFET 和初級(jí)側(cè)的開關(guān)優(yōu)化，以在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)保持高效率。此外，連接的最小 DC 偏置要求允許系統(tǒng)在沒有負(fù)載的情況下達(dá)到低于 10 mW 的值，以最大限度地提高待機(jī)模式下的效率。InnoSwitch3-EP 集成電路可輕松滿足所有全球能效法規(guī)，并集成了反激控制器、725/900 V MOSFET、次級(jí)側(cè)檢測(cè)和同步整流驅(qū)動(dòng)器。這些器件在線路和負(fù)載條件下實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 94% 的無(wú)與倫比的效率值，從而降低了電源損耗。因此，無(wú)需散熱器即可獲得高達(dá) 35 W 的緊湊型電源。

InnoSwitch3 IC 具有高度可配置性，需要代碼來(lái)指定所有可配置功能，例如自動(dòng)重啟閾值或故障響應(yīng)。功能代碼由字母 H 后跟三個(gè)數(shù)字組成，并添加到基本零件編號(hào)的末尾。InnoSwitch-EP集成電路的主要應(yīng)用在家用電器、工業(yè)領(lǐng)域、電機(jī)驅(qū)動(dòng)/控制、智能照明、智能電表和公用事業(yè)。

LinkSwitch?-TN2集成電路

LinkSwitch-TN2 是一款高能效離線 IC 開關(guān)，具有集成 725 V 或 900 V MOSFET 和系統(tǒng)級(jí)保護(hù)，適用于低組件數(shù)電源。與傳統(tǒng)線性解決方案相比，用于非隔離離線電源的 LinkSwitch-TN2 系列 IC 提供了顯著改進(jìn)的性能。使用高度集成的 LinkSwitch-TN2 IC 的設(shè)計(jì)更加靈活，并具有更高的效率、全面的系統(tǒng)級(jí)保護(hù)和更高的可靠性。該器件系列支持降壓、降壓-升壓和反激式轉(zhuǎn)換器拓?fù)?。每個(gè)器件都包含 725 V 或 900 V 功率 MOSFET、振蕩器、用于最高輕負(fù)載效率的開/關(guān)控制、用于自偏置的高壓開關(guān)電流源、頻率抖動(dòng)、快速（逐周期）電流限制、滯后熱關(guān)斷，

可以通過旁路引腳電容值來(lái)選擇 MOSFET 限流模式。高電流限制水平提供最大連續(xù)輸出電流，而低水平允許使用低成本和小型表面貼裝電感器。保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)可以保護(hù)設(shè)備和系統(tǒng)免受輸入和輸出過壓故障、設(shè)備過熱故障、調(diào)節(jié)損失以及電源過載或電源故障的安全可靠供電。IC LinkSwitch 用于多種應(yīng)用，例如充電器、適配器、大型和小型設(shè)備、消費(fèi)類音頻/視頻系統(tǒng)、儀表和各種工業(yè)耗材。

LinkSwitch 系列 IC 是低功耗離線切換器，將高精度控制器和高壓 MOSFET 集成到單個(gè)低引腳數(shù)封裝中。它們是使用簡(jiǎn)單的 ON/OFF 控制器的設(shè)備，非常適合輕載/空載效率是規(guī)范的關(guān)鍵要求的應(yīng)用。它們針對(duì)隔離式反激式電源進(jìn)行了優(yōu)化，在非隔離式變體中，針對(duì)低電流降壓離線應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。

圖 3：降壓轉(zhuǎn)換器的典型應(yīng)用?

結(jié)論

900 V 集成開關(guān)電路的先進(jìn)安全性和可靠性特性保證了短路和故障自動(dòng)重啟、過壓和過溫保護(hù)。MOSFET 725 V 值保證了出色的過壓耐受性。設(shè)備非常節(jié)能，符合所有全球能效法規(guī)。應(yīng)用范圍很廣：電壓高達(dá) 480 VAC 的三相工業(yè)電源和面向消費(fèi)領(lǐng)域的高質(zhì)量產(chǎn)品，這些產(chǎn)品注定要用于電壓不穩(wěn)定的地理區(qū)域、有雷暴的熱帶地區(qū)，因此閃電、頻繁或任何地區(qū)高能量浪涌和振蕩很常見。900 V 產(chǎn)品系列的所有型號(hào)均配備經(jīng)過優(yōu)化的內(nèi)部控制電機(jī)，以確保負(fù)載前端的高效率。



審核編輯：劉清
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