揭秘200瓦级AC-DC电源转换新技术无需主动钳位实现零电压开关
近日，Power Integrations推出了一款名为InnoSwitch5-Pro的新一代AC-DC飞回转换IC家族，该家族包含了750V或900V的氮化镓(GaN)功率开关，公司声称这些芯片可用于超过95%效率的转换器。这项技术的核心在于零电压开关(ZVS)与氮化镓的结合，这种组合被Power Integrations的市场经理Adnaan Lokhandwala形容为“电源供应领域的魔法”，使得转换过程中的开关损耗几乎消失。例如，他们展示了一个仅使用106个组件，体积为4.2立方英寸的140W USB PD适配器。
InnoSwitch5-Pro系列中的一个创新之处在于通过次级侧同步整流器和主级氮化镓开关之间的巧妙相互作用，消除了对主动钳位的需求。这一进步基于一个精妙的能量转换过程：在主开关周期发生之前，整流器MOSFET被打开，从次级侧向变压器转移能量。当整流器关闭时，换向保持感应电流流动，并将存储在尚未开通的主开关的电容中的电荷转移到大容量输入电容器中。随着主开关两端的电压下降并达到零，主开关就被打开。
InnoSwitch5-Pro系列有两大类产品：INN53xx系列特别为通用AC输入设计，可以提供90-135W的功率；INN54xx系列则优化为在功率因数校正(PFC)阶段后的385Vdc操作设计，功率范围为105-220W。根据具体的IC，封闭型电源适配器的功率会处于较低端，而开框型电源供应装置(PSU)的功率则在较高端。
本系列大多数产品配备有750V开关，同时也提供两款900V ICs(INN5396F和INN5496)，这两款提供了比额外功率更多的电压余量。与之前的3-Pro和4-Pro版本相比，这些设备在次级侧增加了I2C总线，并提供了一个额外的3.6V输出，以供给一个I2C使能的微控制器电源，例如，适用于需要新USB PD EPR（扩展功率范围）协议的可调输出USB PD适配器。Power Integrations指出，为了使5-Pro ICs与更广泛的MCU兼容，进行了一系列改进。
在今天快速发展的电源技术领域中，InnoSwitch5-Pro系列的推出无疑为高效率、高性能的电源转换提供了新的解决方案。其去除主动钳位需求的技术突破，不仅简化了设计过程，还提升了整体性能，让高效电源转换不再是遥不可及的梦想。
以下是几款推荐的芯片品牌和型号及其适用领域：
Intel Core i7 - 个人电脑处理器
AMD Ryzen 5 - 游戏和多媒体处理器
Qualcomm Snapdragon 888 - 智能手机处理器
NVIDIA GeForce RTX 3080 - 图形处理单元，用于高端游戏
Apple M1 - 笔记本和桌面电脑处理器，适用于苹果设备
Samsung Exynos 2100 - 智能手机处理器，适用于高性能移动设备
