【应用】极简主义流行，家电电源设计需要怎样的“芯”？
尽可能减少BOM中的元器件数量，降低产品的设计复杂度——这种“极简主义”的思路一直是电子系统设计的重要趋势，在家电电源设计上也不例外。而与此同时作为一个与“能耗”高度相关的产品，家电电源也需要满足效率和可靠性等方面日益苛刻的要求。这看似矛盾的一对需求，是否能够在实际的设计中得以实现，其中扮演核心角色的电源管理芯片发挥着至关重要的作用。
AC/DC多路输出家电电源
家电通常都需要从市电取电，因此AC/DC是家电电源设计的必修课。传统意义上，AC/DC电源分为初级侧控制（PSR）和次级侧控制（SSR）两种结构，它们各有利弊：前者结构简单、具有BOM成本优势，但是性能欠佳，需要后级稳压来提高精度；后者性能高，但是需要光耦等器件，会增加系统的复杂性和成本，究竟应该选择哪种结构，是一个让开发者倍感纠结的选择。针对这一设计挑战，PI推出了InnoSwitch-EP系列芯片，由于集成了一种独特的FluxLink通讯方式，其无需光耦即可在次级和初级之间进行信号反馈，可对多路输出电源进行精准的调整和控制，简言之，InnoSwitch-EP芯片既有PSR的BOM成本，又有SSR的性能优势，可谓是两全其美。
在简化产品设计上，InnoSwitch-EP究竟使用了哪些招数？
• 采用独特的FluxLink技术，省去了SSR中光耦等器件
• 无需后级稳压电路，可实现高效率
• 同步整流的使用使得电源效率比典型整流设计高2-3%，因此无需散热片
• 集成耐压高达900V的MOSFET，自带输入电压欠压和过压保护
• 只需一个电阻，即可实现精确的OCP过流保护，以及对LED灯串的恒流供电
表1：家电中多路输出设计方案比较，InnoSwith-EP芯片具有显著的综合优势
适应高PFC要求的家电所需
在冰箱、电动工具充电器，以及电动自行车电池充电器等应用中，通常会要求使用高PFC性能的电源器件，在满载及轻载情况下提供优异效率及功率因数性能。PI最新推出的HiperPFS-4器件在一个紧凑型电气隔离的可散热封装中，集成了一个适合305VAC输入的600V MOSFET和一个高效率变频CCMPFC控制器，同时集成了欠压锁定保护、欠压保护、过压保护、过温保护、电压缓升/跌落保护、逐周期限流以及功率限制保护等高可靠性特性，通过高集成度的设计最大限度地简化了BOM。
同时，HiperPFS-4具有很高的效率，在230VAC满载下的效率可达98%，由于采用了独一无二的频率滑动控制技术，有效降低了轻载下的开关损耗，使得电源在20%轻负载下的效率仍可以达到96%。高效率意味着无需辅助电源，电源系统得以进一步简化。
此外，HiperPFS-4控制器可在轻载下对EMI滤波电容引起的波形失真进行补偿，在整个负载范围内均具有优异的低THD性能，使得电源系统可以采用更简单的低成本EMI滤波电路。上述特性的综合作用，使得高PFC电源系统的设计大为简化。
图1：HiperPFS-4典型应用电路，高集成度使得系统BOM大为简化
总之，家电电源设计正在变得更为简洁，但是所谓“简洁而不简单”，熟悉创新电源管理技术中的门道，选“对”电源管理芯片，是成功的第一步。
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