Динамически настраиваемая автономная интегральная микросхема АС-DC для расширенной области применения

Интегрированная микросхема АС-DC серии InnoSwitch3-Pro обеспечивает цифровое регулирование напряжения и тока для точного контроля уровня заряда батареи, устранения необходимости в последующей регуляции параметров постоянного тока (DC-DC) и обеспечивают выходную мощность 65 Вт c высоким показателем эффективности до 94% в зависимости от условий линии и нагрузки.

Программируемое, настраиваемое и регулируемое по мощности решение

Микросхемы InnoSwitch, выпущенные компанией Power Integrations, обеспечивают высокую степень эффективности и совместимости. В дополнение к перечисленным особенностям, новое семейство IC InnoSwitch3-Pro предлагает такие преимущества, как возможность программирования, конфигурируемость и настраиваемость.

Рисунок 1. InnoSwitch3-Pro - цифровое программируемое преобразование мощности
Рисунок 1. InnoSwitch3-Pro - цифровое программируемое преобразование мощности

Недавно выпущенные InnoSwitch3-Pro выполняет программируемое преобразование мощности с расширенным механизмом управления благодаря цифровому интерфейсу (I2C). Устройство реализует точный динамический ступенчатый контроль (с шагом напряжения 10 мВ и силой тока 50 мА) по выходному напряжению и току через простой двухпроводной интерфейс I2C, который задает режимы работы на выбор: напряжения (CV), силы тока (CC) или мощности (CP). Оно использует настраиваемую функцию защиты с поддержкой операции включения, отключения, автоматического перезапуска и порогового запуска. Например, для защиты от короткого замыкания существует два основных механизма. Первый - полный отключение, а второй - последовательные повторяющиеся перезапуски. Эти два механизма защиты могут быть настроены без внесения изменений в дизайн системы посредством перепрограммирования InnoSwitch3-Pro. При возникновении неисправности устройство переходит в один из указанных режимов защиты с учетом используемой конфигурации. Если в системе установлен традиционный источник питания, реализация подобной схемы защиты невозможна, поскольку она была встроена в него на этапе производства. Таким образом, InnoSwitch3-Pro предлагает значительную гибкость.

Рисунок 2. Программируемый интерфейс.
Рисунок 2. Программируемый интерфейс.

Новые устройства могут быть сопряжены с микроконтроллером или принимать входные сигналы от системного ЦП для управления и контроля над функционированием источника питания. Приложения совместимы с практически любым протоколом быстрой зарядки, включая USB Power Delivery (PD) 3.0 + PPS, Quick Charge 4/4 +, AFC, VOOC, SCP, FCP и другие типы зарядных устройств потребительского или промышленного назначения, диммируемые балластные драйверы для светодиодных ламп и настраиваемые промышленные источники питания. Новая интегральная схема InnoSwitch3-Pro содержит как первичный, так и вторичный контроллеры, а также интерфейс I2C. Кроме того, она использует технологию FluxLink ™, высокоскоростную технологию цифровой связи через изолирующий барьер, разработанную Power Integrations. Эта интегральная схема способна обеспечить безопасную изоляцию и обладает сертификатами CQC, UL и TUV. Она также обеспечивает синхронное выпрямление, квазирезонансное переключение, схему точного отслеживания и управления обратной связью вторичной стороной. Корпус InSOP-24D предлагает уникальное решение, которое отличается высокой эффективностью рассеивания тепла, увеличенными длиной расстояния между выводами (> 11,5 мм) и зазором между первичными и вторичными сторонами для обеспечения высокой надежности, защиты от перенапряжений и устойчивости к электростатическому разряду. I2C также характеризуется повышенной гибкостью. Рынок устройств, выполняющих преобразование мощности переменного/постоянного тока, стремительно меняется в зависимости от требований разработчиков, нуждающихся в программируемых решениях, которые могут быть адаптированы к различным протоколам быстрой зарядки, включая недавно представленные стандарты USB PD 3.0 + PPS. Возможность точного контроля выходного напряжения и силы тока источника питания в широком диапазоне также представляет практическую пользу для разработчиков специализированных систем с малыми производственными циклами, поскольку они получают возможность простого конфигурирования идентичных по устройству плат для разных продуктов при помощи программного обеспечения во время производственного процесса, либо в момент инсталляции. Он охватывает широкий спектр устройств, поддерживающих почти все протоколы быстрой зарядки, в том числе смартфоны, ноутбуки, нетбуки, планшеты, "умные" колонки и прочие.

Преобразование тока обычных источников электропитания

При проектировании и производстве обычных источников питания руководствуются документацией SKU. Например, параметры тока на выходе источников питания могут быть следующими: 5 В CV / CC, 12V CV с дополнительным выходом CC для светодиодного освещения. В связи с различными параметрами выходного тока возникает необходимость в разработке различных типов источников питания и последующей сертификацией. Для каждого SKU должен быть определен материал и технологический процесс. При использовании блока питания InnoSwitch3-Pro требуется только одна производственная линия. Выходные характеристики и параметры источника питания могут быть определены программным способом. Таким образом, единая конфигурация способна учитывать потребности различных заказчиков. В связи с этим значительно увеличивается эффективность производства, а также существенно сокращается время реагирования на изменчивые запросы заказчиков. При этом сертификацию по критериям безопасности выполняется только единожды.

Рисунок 3. Новая модель производства источников электропитания - различные источники питания в едином варианте конструктивного исполнения.
Рисунок 3. Новая модель производства источников электропитания - различные источники питания в едином варианте конструктивного исполнения.

Программируемость InnoSwitch3-Pro обуславливает его применение в огромном диапазоне различных систем, устанавливающих требования многократного уровня выходного напряжения, защиты электропитания и безопасности в различных регионах. Например, режим защиты от замыкания, который является обязательным для Японии. В устройствах не являющимися зарядными устройствами, выходная программируемость InnoSwitch3-Pro позволяет учитывать различные требования к конечному изделию без изменения конструкции источника питания, благодаря чему удается значительно сократить временные затраты на проектирование, а также финансовые затраты на производство, сертификацию и хранение. Таким образом, InnoSwitch3-Pro позволяет учитывать различные требования к источникам питания в рамках одного варианта конструктивного исполнения.

Конфигурируемость InnoSwitch3-Pro может способствовать выпуску высокопроизводительных и эффективных блоков питания с небольшим количеством составных частей. Благодаря конфигурируемомости, обусловленной применением I2C-связей и недорогих микроконтроллеров, InnoSwitch3-Pro предоставит программируемый дизайн, учитывающий требования к нагрузке, который можно использовать для устройств, поддерживающих технологию быстрой зарядки. При этом технические характеристики могут быть выставлены на этапе изготовления на производственной линии. Технические характеристики и функции защиты также могут быть отрегулированы заказчиком непосредственно в процессе эксплуатации.

Компания Power Integrations также предоставляет полный набор инструментов для проектирования, эталонный вариант конструктивного исполнения (DER-641), руководство по проектированию и инструкцию пользователя, программную поддержку и программное обеспечения для проектирования PI Expert. Все перечисленные продукты предназначены для рассматриваемого нового семейства интегральных схем с целью упрощения задачи проектирования. С помощью автономной интегральной схемы переключателя InnoSwitch3-Pro можно добиться значительного снижения количества блоков питания, а также упрощения конструкции устройств. Также пользователям доступна обширная библиотека API для объектно-ориентированного программирования.

Статья Power Integrations. Перевод Макро Групп. Ссылка на оригинал статьи.