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pi開關電源芯片介紹

生活更新时间:2024-09-27 21:44:07

近日，深耕于高壓集成電路高能效功率轉換領域的知名公司Power Integrations公司（納斯達克股票代号：POWI）發布适用于高功率密度、通用輸入AC-DC變換器的MinE-CAP IC。這種新型IC可将離線電源所需的高壓大容量電解電容器的尺寸減半，使得适配器的尺寸最多縮小40%。

pi開關電源芯片介紹（PI推出全新MinE-CAPIC氮化镓充電器變得更小了）1

經常看充電頭網拆解的網友應該了解，如今的充電器，采用GaN方案之後，成功減小了适配器内部初級開關管以及散熱片的體積，但是一成不變的是碩大的初級濾波電解電容，在65W适配器内部，通常采用一顆400V耐壓，120μF的電解電容來做輸入濾波，或采用多顆小容量的并聯，這些電容占據了适配器内部很大空間。

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這是一個65W GaN适配器的拆解，圖中3顆33μF 22μF電解電容組成121μF初級電容容量，可以看到電容的體積還是相當可觀的，盡管采用了小闆焊接組裝的立體工藝，但是仍占據了充電器的大概1/4體積。

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為了保證寬電壓适配器在90-115V輸入時仍然能保證足夠的輸出功率，就需要足夠的電容容量來平滑整流電路輸出的紋波電壓，簡單來說，我國市電220VAC環境下，65W的适配器，隻需要一個400V39μF的電解電容來濾波就夠了，但是考慮到寬電壓輸入，就需要一個400V120μF或者更大的電容才可以滿足低壓輸入下的輸出功率。

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我們用400V高耐壓的電容，在220VAC輸入時，并不需要120μF的容量，在110VAC輸入時，又不需要有400V的耐壓，那麼我們想要在220VAC輸入的時候，隻使用400V39μF的電容，110VAC輸入的時候，再并聯一個160V100μF的電容去滿足初級濾波容量的需要，在之前是不可能的。

PI最新推出了一款MinE-CAP的器件，其内置PowiGaN氮化镓開關管，利用其體積小并且低導阻的特性，主動、自動連接和斷開低壓電容。這款器件讓220VAC輸入時采用一顆400V39μF，110VAC輸入時自動并聯一顆160V100μF電容滿足輸出需求成為了可能。

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MinE-CAP名稱的中文含義就是電解電容最小化，使用一顆小體積高壓小容量的電解電容，配合一個小體積低壓大容量的電解電容，來取代适配器裡大體積高壓大容量的電解電容。

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通過對比圖片可以看出，通過22μF 2×47μF低壓電容的組合，體積為原有400V100μF電容體積的一半，節省空間的效果非常明顯。

上面介紹了PI MinE-CAP通過優化電容來節省适配器空間的最明顯的好處，下面繼續介紹其他關于PI MinE-CAP的優點。

我們對于适配器插入電源時打火并不陌生，這個打火是交流輸入通過整流橋為适配器内置高壓電容充電造成的，為了減小沖擊浪湧電流保證适配器不被過電流損壞，适配器輸入端都會加一顆NTC負溫度系數熱敏電阻，在适配器接入電源時，電阻最大，可以減小沖擊電流，适配器工作時，電阻産生溫升，電阻減小。這個辦法是減小浪湧最簡單有效的辦法，但是這顆電阻在适配器工作時，會消耗能量降低效率，同時還有熱慣性，在突然斷電又通電的情況下起不到保護作用。

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PI MinE-CAP的加入，可以減小高壓應用下為低壓輸入所冗餘的電容容量，從而減小沖擊電流，以至于不需要NTC熱敏電阻，還提高适配器轉換效率。并且PI MinE-CAP可與InnoSwitch3/Pro系列器件完美的協同工作，由InnoSwitch器件供電。

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MinSOP-16封裝僅為小巧的InnoSwitch采用的InSOP-24封裝一半的體積，更加小巧，有效節省适配器内部空間。

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圖為PI DER-626 卡片大小的65W PD适配器設計，通過PI MinE-CAP器件，采用400V39μF的電容與160V100μF電容組合，降低厚度減小體積，實現15mm超薄的适配器外形。

PI MinE-CAP還有一個優點，加入這顆元件時，無需重新設計變壓器，使用原有的設計，加入PI MinE-CAP，即可從四顆并聯的電容變成兩顆，或者一顆大電容變成兩顆小電容，有效減小适配器體積，并且大幅減小适配器通電的浪湧電流，去掉NTC電阻，提高整機轉換效率，減小體積，提高産品整體競争力。

MinE-CAP MIN1072M IC現已開始供貨，客戶可随時從PI辦事處和特許分銷商處訂購，基于10000片的訂購量單價為1.75美元。同時，還推出了兩份全新設計範例報告(DER)，它們均采用MinE-CAP IC和Power Integrations的InnoSwitch3-Pro系列PowiGaN IC（型号INN3370C-H302）。DER-626是一款适用于手機/筆記本電腦充電器的提供3.3V – 21V PPS輸出的65W USB PD 3.0電源。DER-822是一款使用INN3379C-H302設計的、适用于USB PD/PPS電源适配器的60W USB PD 3.0電源。

同時，PI MinE-CAP器件也能和納微，TI，安森美等品牌的GaN器件搭配使用，其他方案的GaN适配器也能享受到減小體積，提升效率的好處。

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