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應用InnoSwitch3-EP系列IC的20 V/3.25 A筆記本適配器

PI 的InnoSwitch3-EP系列IC指的是集成初級開關、同步整流和FluxLink反饋技術的恒壓/恒流準諧振離線反激式開關電源IC,InnoSwitch™3-EP系列IC可大幅簡化反激式電源變換器的設計和生產,特別是那些要求具有高效率和/或小尺寸的電源。InnoSwitch3-EP產品系列將初級和次級控制器以及符合安全標準的反饋機制集成到了單個IC中。InnoSwitch3-EP系列器件集成了多項保護特性,包括輸入過壓及欠壓保護、輸出過壓及過流限制以及過溫關斷。該系列器件提供標準輸出功率和峰值輸出功率選項,以及常用的自動重啟動保護功能。

該系列產品按照功率分為如下幾個型號

本貼主要介紹應用INN3679C的筆記本電源,電路圖如下,工作原理:

如圖所示,保險絲F1可隔離電路并提供元件故障保護,共模扼流圈L1和L2與電容C1則提供EMI衰減。橋式整流管BR1對AC輸入電壓進行整流,并對濾波電容C2提供全波整流DC。電容C3用于降低共模EMI濾波。當電源與AC電源斷開時,電阻R1和R2與U2一起使電容C1放電。變壓器(T1)初級的一端連接到整流DC總線,另一端連接到InnoSwitch3-EP IC (U1)內開關的漏極端子。

電阻R3和R4為欠壓和過壓情況提供輸入電壓檢測保護。由二極管D1、電阻R5、R6和R7以及電容C4組成的低成本RCD箝位可在U1內的開關關斷的一瞬間對U1的峰值漏極電壓加以限制。箝位有助于耗散存儲在變壓器T1的漏感中的能量。IC具有自啟動功能,當首次AC上電時,它使用內部高壓電流源對BPP引腳電容(C6)進行充電。在正常工作期間,初級側控制器從變壓器T1的輔助繞組獲得供電。輔助(或偏置)繞組的輸出端由二極管D2進行整流,并由電容C5進行濾波。電阻R8用于限制提供給InnoSwitch3-EP IC (U1)的BP引腳的電流。

齊納穩壓管VR1與R9和D3一起提供初級檢測輸出過壓保護。在反激式變換器中,輔助繞組的輸出端可跟蹤變換器的輸出電壓。如果變換器的輸出端出現過壓,輔助繞組電壓會升高并引起VR1擊穿,這會導致電流流入InnoSwitch3-EP IC U1的BPP引腳。如果進入BPP引腳的電流超過ISD閾值,U1控制器將鎖存關斷,防止輸出電壓進一步升高。InnoSwitch3-EP IC的次級側提供輸出電壓、輸出電流檢測并驅動提供同步整流的MOSFET。變壓器的次級分別由SR FET Q1整流和由電容C8及C9濾波。電容C15和C17用于減少高頻輸出電壓紋波。開關期間產生的高頻振蕩通過RCD緩沖器(R11、C7和D4)衰減,否則高頻振蕩會產生輻射EMI問題。二極管D4用于降低電阻R11的耗散。

Q1的柵極由IC U1內的次級側控制器根據(經電阻R12)饋入IC的FWD引腳的繞組電壓進行導通控制。在連續導通模式下,MOSFET就在次級側向初級側下達新開關周期請求指令之前關斷。在非連續導通模式下,功率MOSFET會在MOSFET的電壓降約低于閾值VSR(TH)時關斷。初級功率開關的次級側控制可避免兩個開關可能發生的交越導通,提供極為可靠的同步整流工作。IC U1的次級側或者從次級正向繞組電壓供電,或者由輸出電壓進行供電。連接至IC U1的BPS引腳的電容C10可提供內部電路去耦。電容C11為VO引腳去耦。低于恒流閾值時,器件在恒壓模式下工作。在恒壓模式工作時,通過分壓電阻R15和R16檢測輸出電壓可實現輸出電壓調整。R16兩端的電壓以1.265 V的內部參考電壓閾值饋入FB引腳。輸出電壓穩定時,FB引腳的電壓為1.265 V。電容C13提供FB引腳信號的噪聲濾波。

為了保證可靠性以及良好的EMI,PCB參考布局如下:

應用中還要注意的一點是連接InnoSwitch3-EP IC初級旁路引腳和GND引腳的電容(去耦),還可選擇限流點。可以使用0.47 mF或4.7 mF電容。推薦使用額定值至少為10 V (0805)或更大型號的X5R或X7R介質電容,以確保滿足最小電容容量要求。陶瓷電容的型號名稱(例如,來自不同制造商或不同產品系列的X7R、X5R)沒有相同的電壓系數。建議查看相應的電容數據手冊,確保所選電容在5 V下的電容電壓降不會超過20%。請勿使用Y5U或Z5U/0603 MLCC電容,因為此類SMD陶瓷電容的電壓和溫度系數特性非常差。

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阿飛啊
LV.6
2
2022-10-25 14:32

應用中還要注意的一點是連接InnoSwitch3-EP IC初級旁路引腳和GND引腳的電容(去耦),還可選擇限流點。

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阿飛啊
LV.6
3
2022-10-25 14:32

很不錯的一篇內容  收藏了!

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2022-10-25 14:52

筆記本一般都是65w電源,這個損耗就很小了

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iszjt
LV.5
5
2022-10-25 16:23

請問InnoSwitch3-CP和InnoSwitch3-EP的電源特性可否通過改變硬件參數的方式來進行配置?

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aebote
LV.2
6
2022-10-25 21:41

電源IC的資料中有EMI的實際數據嗎?

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天晴朗
LV.6
7
2022-10-25 23:06

在連續導通模式下,MOSFET就在次級側向初級側下達新開關周期請求指令之前關斷

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2022-10-27 09:39

輔助繞組的輸出端可跟蹤變換器的輸出電壓

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2022-11-13 15:27

MOSFET就在次級側向初級側下達新開關周期請求指令之前關斷

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天晴朗
LV.6
10
2022-11-13 16:40

在反激式變換器中輔助繞組的輸出端可跟蹤變換器的輸出電壓

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方笑塵MK
LV.8
11
2022-11-21 10:15

這篇文章很不錯,不僅把線路圖發出來了,還把電路板布局的細節問題都標識出來了,點個贊

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fengxbj
LV.8
12
2022-11-21 17:01

電源設計的時候需要注意PCB設計,保證環路面積要小,器件盡可能接近元件。

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fengxbj
LV.8
13
2022-11-21 17:02
@阿飛啊
很不錯的一篇內容 收藏了!

多看看PI的論壇和網站,收獲很大的。PI的案例也多,使用更方便。

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fengxbj
LV.8
14
2022-11-21 17:03
@天晴朗
在反激式變換器中輔助繞組的輸出端可跟蹤變換器的輸出電壓

對于變壓器的設計可以用PI的仿真軟件進行驗證,會給出詳細的變壓器參數及繞制工藝。

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2022-11-25 11:12

現在的新筆記本電源都有PD功能 不光能充電腦 還能充手機

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2022-11-25 15:52

PI 的InnoSwitch3-EP系列IC指的是集成初級開關、同步整流和FluxLink反饋技術的恒壓/恒流準諧振離線反激式開關電源IC,它整體溫升如何?做小體積會不會很燙?

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dy-KNLyiTzn
LV.4
17
2022-12-25 19:59

很好的開發資料,學習了,是固定輸出還是PD的呢?

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dy-mb2U9pBf
LV.8
18
2022-12-25 21:05

這是完整的筆記本電源方案嗎?就是按照文章的設計就能拿來用的?是的話就更完美了。

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2022-12-25 22:03

一般筆記本電腦電源功率也就幾十一百瓦左右,這個單芯片就能解決,該有的保護一個不少,散熱也方便,確實是很省成本

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liweicheng
LV.7
20
2022-12-25 22:14

各個元器件溫升測試數據有沒有

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dy-TMelSvc9
LV.8
21
2022-12-25 23:37

怎么樣保證輸出效率穩定在一個范圍

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dy-nmLUWFNr
LV.8
22
2022-12-26 09:00

需要增加多路過壓保護來穩定器件工作效率么

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天晴朗
LV.6
23
2022-12-26 10:26

SMD陶瓷電容的電壓和溫度系數特性非常差,C0G X7R的還可以吧,只是成本高

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聽聽1234
LV.5
24
2022-12-26 14:16

保險絲F1可隔離電路并提供元件故障保護,共模扼流圈L1和L2與電容C1則提供EMI衰減。

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dy-n66BzSV7
LV.6
25
2022-12-26 15:36

有沒有能量輸出曲線可以介紹下完整的工作過程

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XHH9062
LV.9
26
2022-12-26 21:53

PCB設計還是挺好的

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svs101
LV.8
27
2023-01-11 14:02

PCB設計布圖不錯,可以給人直觀的分析電路的布局要點,講解的也挺好。

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trllgh
LV.9
28
2023-01-12 16:46
@svs101
PCB設計布圖不錯,可以給人直觀的分析電路的布局要點,講解的也挺好。

當MOSFET導通和關斷時,PCB布局和系統中產生的離散電感與元器件中的寄生電容會導致一些振鈴。

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spowergg
LV.10
29
2023-01-12 20:25
@trllgh
當MOSFET導通和關斷時,PCB布局和系統中產生的離散電感與元器件中的寄生電容會導致一些振鈴。

如果不能適應振鈴造成的影響,輕則可能會使效率降低,重則會導致一些致命的問題。

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trllgh
LV.9
30
2023-01-13 20:48
@天晴朗
SMD陶瓷電容的電壓和溫度系數特性非常差,C0GX7R的還可以吧,只是成本高

不同材料的陶瓷介質,其溫度特性有極大的差異,但是X7R的貼片電容容量都比較小,容量大的還是得用高頻低阻抗電解電容。

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k6666
LV.9
31
2023-04-18 16:53
@追魂幡℃
筆記本一般都是65w電源,這個損耗就很小了

比較經典的一款筆記本適配器設計,電路簡單,尺寸小巧,重量輕

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