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pi开关电源芯片介绍（PI推出全新MinE-CAPIC氮化镓充电器变得更小了）
pi开关电源芯片介绍（PI推出全新MinE-CAPIC氮化镓充电器变得更小了）
2024-11-21 09:56:38  作者:恍如隔世梦  网址:https://m.xinb2b.cn/tech/vfm227750.html

近日，深耕于高压集成电路高能效功率转换领域的知名公司Power Integrations公司（纳斯达克股票代号：POWI）发布适用于高功率密度、通用输入AC-DC变换器的MinE-CAP IC。这种新型IC可将离线电源所需的高压大容量电解电容器的尺寸减半，使得适配器的尺寸最多缩小40%。


经常看充电头网拆解的网友应该了解，如今的充电器，采用GaN方案之后，成功减小了适配器内部初级开关管以及散热片的体积，但是一成不变的是硕大的初级滤波电解电容，在65W适配器内部，通常采用一颗400V耐压，120μF的电解电容来做输入滤波，或采用多颗小容量的并联，这些电容占据了适配器内部很大空间。


这是一个65W GaN适配器的拆解，图中3颗33μF 22μF电解电容组成121μF初级电容容量，可以看到电容的体积还是相当可观的，尽管采用了小板焊接组装的立体工艺，但是仍占据了充电器的大概1/4体积。


为了保证宽电压适配器在90-115V输入时仍然能保证足够的输出功率，就需要足够的电容容量来平滑整流电路输出的纹波电压，简单来说，我国市电220VAC环境下，65W的适配器，只需要一个400V39μF的电解电容来滤波就够了，但是考虑到宽电压输入，就需要一个400V120μF或者更大的电容才可以满足低压输入下的输出功率。


我们用400V高耐压的电容，在220VAC输入时，并不需要120μF的容量，在110VAC输入时，又不需要有400V的耐压，那么我们想要在220VAC输入的时候，只使用400V39μF的电容，110VAC输入的时候，再并联一个160V100μF的电容去满足初级滤波容量的需要，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氮化镓开关管，利用其体积小并且低导阻的特性，主动、自动连接和断开低压电容。这款器件让220VAC输入时采用一颗400V39μF，110VAC输入时自动并联一颗160V100μF电容满足输出需求成为了可能。


MinE-CAP名称的中文含义就是电解电容最小化，使用一颗小体积高压小容量的电解电容，配合一个小体积低压大容量的电解电容，来取代适配器里大体积高压大容量的电解电容。


通过对比图片可以看出，通过22μF 2×47μF低压电容的组合，体积为原有400V100μF电容体积的一半，节省空间的效果非常明显。

上面介绍了PI MinE-CAP通过优化电容来节省适配器空间的最明显的好处，下面继续介绍其他关于PI MinE-CAP的优点。

我们对于适配器插入电源时打火并不陌生，这个打火是交流输入通过整流桥为适配器内置高压电容充电造成的，为了减小冲击浪涌电流保证适配器不被过电流损坏，适配器输入端都会加一颗NTC负温度系数热敏电阻，在适配器接入电源时，电阻最大，可以减小冲击电流，适配器工作时，电阻产生温升，电阻减小。这个办法是减小浪涌最简单有效的办法，但是这颗电阻在适配器工作时，会消耗能量降低效率，同时还有热惯性，在突然断电又通电的情况下起不到保护作用。


PI MinE-CAP的加入，可以减小高压应用下为低压输入所冗余的电容容量，从而减小冲击电流，以至于不需要NTC热敏电阻，还提高适配器转换效率。并且PI MinE-CAP可与InnoSwitch3/Pro系列器件完美的协同工作，由InnoSwitch器件供电。


MinSOP-16封装仅为小巧的InnoSwitch采用的InSOP-24封装一半的体积，更加小巧，有效节省适配器内部空间。


图为PI DER-626 卡片大小的65W PD适配器设计，通过PI MinE-CAP器件，采用400V39μF的电容与160V100μF电容组合，降低厚度减小体积，实现15mm超薄的适配器外形。

PI MinE-CAP还有一个优点，加入这颗元件时，无需重新设计变压器，使用原有的设计，加入PI MinE-CAP，即可从四颗并联的电容变成两颗，或者一颗大电容变成两颗小电容，有效减小适配器体积，并且大幅减小适配器通电的浪涌电流，去掉NTC电阻，提高整机转换效率，减小体积，提高产品整体竞争力。

MinE-CAP MIN1072M IC现已开始供货，客户可随时从PI办事处和特许分销商处订购，基于10000片的订购量单价为1.75美元。同时，还推出了两份全新设计范例报告(DER)，它们均采用MinE-CAP IC和Power Integrations的InnoSwitch3-Pro系列PowiGaN IC（型号INN3370C-H302）。DER-626是一款适用于手机/笔记本电脑充电器的提供3.3V – 21V PPS输出的65W USB PD 3.0电源。DER-822是一款使用INN3379C-H302设计的、适用于USB PD/PPS电源适配器的60W USB PD 3.0电源。

同时，PI MinE-CAP器件也能和纳微，TI，安森美等品牌的GaN器件搭配使用，其他方案的GaN适配器也能享受到减小体积，提升效率的好处。

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