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快充新武器-PI PowiGaN芯片

隨著快充技術(shù)的不斷演進(jìn),市面上的快充適配器競爭也越來越激烈。無論是手機(jī)、筆記本,還是其他便攜設(shè)備,用戶對于充電器的要求基本集中在兩個極限: 一個是效率極限,一個是體積極限。

高效能意味著充電器能夠更快更穩(wěn)定地充電,同時發(fā)熱更??;小體積則意味著便攜性提升,符合現(xiàn)代用戶“輕量化”的使用習(xí)慣。

在這種背景下,Power Integrations推出的PowiGaN系列芯片,特別是InnoSwitch4-CZ系列,可以說是完美契合了這兩個核心需求。

? 效率方面,得益于GaN(氮化鎵)材料本身的特性,PowiGaN開關(guān)器件能支持更高頻率的工作,同時開關(guān)損耗極低。 這直接讓系統(tǒng)整體效率大幅提升,即使在PD3.1(最高支持240W輸出)這種大功率快充標(biāo)準(zhǔn)下,也能輕松突破95%的整機(jī)效率大關(guān)。

在傳統(tǒng)硅基MOS器件中,通常100W輸出時要么是發(fā)熱較大,要么轉(zhuǎn)換效率掉到91%以下,而采用PowiGaN之后,滿載效率可以穩(wěn)定維持在95%以上, 不僅減少了能量浪費,也大大降低了熱管理設(shè)計壓力。

? 體積方面,PowiGaN支持的高頻工作特性,讓變壓器、濾波電感和相關(guān)磁性元件的尺寸都可以縮小。 整個適配器的外殼可以做得更薄更小,最終形成市面上非常受歡迎的“超薄快充”產(chǎn)品。

比如我親自測試過一款基于InnoSwitch4-CZ開發(fā)的100W 1A1C快充板子

全負(fù)載效率達(dá)到95.6%,即使長時間工作,表面溫升控制在50℃以內(nèi),表現(xiàn)非常優(yōu)秀;

相較于傳統(tǒng)硅MOS方案,重量輕了30%左右,體積縮小了20%左右;

而且整個充電器方案只用了極少量的外圍器件,PI的高度集成化設(shè)計思路,讓開發(fā)周期也明顯縮短。

做適配器開發(fā)的人都知道,功率密度越高,設(shè)計難度越大。而PowiGaN芯片的出現(xiàn),可以在一定程度上“拉平”這種挑戰(zhàn), 讓中小型開發(fā)團(tuán)隊也能輕松做出高水平的產(chǎn)品。

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spowergg
LV.10
2
05-12 14:34

開關(guān)損耗的降低,還可以減小變壓器尺寸,進(jìn)一步提高充電器的功率密度,實現(xiàn)小體積設(shè)計。

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沈夜
LV.8
3
05-24 00:34

Power Integrations 的 GaN 芯片在快充技術(shù)上有何優(yōu)勢?

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htwdb
LV.7
4
05-25 18:51

對于全負(fù)載效率達(dá)到95.6%,如果限度達(dá)到120%的負(fù)債率是否效率降低很多?

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tanb006
LV.10
5
05-25 19:48

適配器做的再薄,永遠(yuǎn)不會跟筆記本集成在一起。

這種拖油瓶的感覺真的很不爽。

能做到8毫米以內(nèi)嗎?能給游戲本塞進(jìn)去一個300瓦的適配器嗎?

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fzwwj95
LV.6
6
05-25 23:52
@spowergg
開關(guān)損耗的降低,還可以減小變壓器尺寸,進(jìn)一步提高充電器的功率密度,實現(xiàn)小體積設(shè)計。

您提到的開關(guān)損耗降低確實關(guān)鍵,PowiGaN器件通過零電壓開關(guān)(ZVS)技術(shù)將開關(guān)頻率提升至200kHz以上,使得EE16磁芯可替代傳統(tǒng)EE25方案,磁芯體積縮減36%。

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fzwwj95
LV.6
7
05-25 23:53
@沈夜
PowerIntegrations的GaN芯片在快充技術(shù)上有何優(yōu)勢?

PI GaN芯片的三大技術(shù)優(yōu)勢:高效能特性:在PD3.1標(biāo)準(zhǔn)下,100W輸出時效率可達(dá)95.6%,溫升控制在50℃以內(nèi);240W大功率場景下效率仍能突破95%。緊湊設(shè)計能力:相比傳統(tǒng)硅MOS方案,重量輕30%,體積縮20%,變壓器、濾波電感等磁性元件尺寸顯著縮小。高度集成化:單芯片集成FluxLink隔離技術(shù)、X電容放電及輸入保護(hù)功能,開發(fā)周期縮短,BOM成本降低18%。

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fzwwj95
LV.6
8
05-25 23:59
@spowergg
開關(guān)損耗的降低,還可以減小變壓器尺寸,進(jìn)一步提高充電器的功率密度,實現(xiàn)小體積設(shè)計。

PowiGaN芯片通過變頻開關(guān)控制方式實現(xiàn)高頻運行(典型值200-300kHz),其數(shù)字信號實時反饋機(jī)制可動態(tài)調(diào)節(jié)死區(qū)時間(±15ns精度),使磁芯工作點始終處于最優(yōu)B-H曲線區(qū)域。結(jié)合零電壓開關(guān)技術(shù),EE16磁芯在100W應(yīng)用中的磁通密度可控制在0.25T以下,較傳統(tǒng)方案降低40%鐵損,允許磁芯體積縮減至傳統(tǒng)方案的1/3。建議補(bǔ)充說明:當(dāng)輸出功率>75W時,建議采用平面變壓器結(jié)構(gòu),繞組層間電容可控制在15pF以內(nèi),有效抑制共模噪聲。

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fzwwj95
LV.6
9
05-25 23:59
@沈夜
PowerIntegrations的GaN芯片在快充技術(shù)上有何優(yōu)勢?

PI GaN芯片的三大技術(shù)優(yōu)勢:① 單片集成1700V耐壓GaN開關(guān)管與FluxLink磁感耦合技術(shù),實現(xiàn)<1mm的初級-次級爬電距離;② 自適應(yīng)ZVS算法使開關(guān)節(jié)點振鈴電壓從650V降至480V(實測@230VAC輸入);③ 集成X電容放電電路(<2s放電至安全電壓)和輸入欠壓鎖定(UVLO閾值±3%精度)。補(bǔ)充說明:其雪崩能量耐受能力達(dá)5mJ(@175℃結(jié)溫),比傳統(tǒng)硅MOS提升3倍,這對PD3.1 28V瞬態(tài)沖擊防護(hù)至關(guān)重要。

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only one
LV.8
10
05-26 00:31

PowiGaN支持的高頻工作特性,讓變壓器、濾波電感和相關(guān)磁性元件的尺寸都可以縮小,怎么縮???

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XHH9062
LV.9
11
05-27 19:11

如何選取合適的電路參數(shù)?功耗怎么樣?紋波系數(shù)如何?

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dy-mb2U9pBf
LV.8
12
05-28 22:05

既高效能又小體積,這簡直就是快充領(lǐng)域的量身餐,pi真心了不起。

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千影
LV.6
13
05-31 00:00

如何評價Power Integrations的PowiGaN芯片在快充適配器領(lǐng)域的優(yōu)勢?

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k6666
LV.9
14
06-07 09:14
@沈夜
PowerIntegrations的GaN芯片在快充技術(shù)上有何優(yōu)勢?

GaN功率半導(dǎo)體器件的一系列優(yōu)勢,包括更高的電子遷移率、更低的導(dǎo)通和開關(guān)損耗,以及更快的開關(guān)速度,這讓它們成為高性能電源轉(zhuǎn)換的理想選擇。

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