打破多路輸出電源“三腳凳困境”，PI推出突破性新品InnoMux-2

隨著科技的不斷進(jìn)步，嵌入式系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，從智能家居到工業(yè)自動(dòng)化，從通訊設(shè)備到醫(yī)療設(shè)備，無一不體現(xiàn)出對(duì)多軌供電的迫切需求。無論是我們?nèi)粘Ｊ褂玫氖謾C(jī)、電腦，還是更復(fù)雜的工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備，都離不開多路輸出電源的支持。例如，一臺(tái)智能手機(jī)在充電、數(shù)據(jù)傳輸、運(yùn)行應(yīng)用等不同狀態(tài)下，需要的電壓和電流是不同的，這時(shí)就需要多路輸出電源來提供精準(zhǔn)、穩(wěn)定的電力供應(yīng)。同樣，一臺(tái)醫(yī)療設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，也需要多路輸出電源來確保各種設(shè)備的正常工作，從而保障病人的生命安全。

多路輸出電源面臨困境

其實(shí)多路輸出電源設(shè)計(jì)一直是一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)，尤其是在輕載/空載時(shí)，傳統(tǒng)降壓變換器和多路輸出電源往往需要使用假負(fù)載來“燃燒”掉多余的能量以維持空載或輕載時(shí)輸出電壓的穩(wěn)定。這不僅造成了能量的浪費(fèi)，還可能導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱、效率降低等問題。

Power Intergrations資深技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理Jason表示：“傳統(tǒng)的多直流電壓的供電解決方案是采用單輸出反激式電源再加上多個(gè)升壓/降壓變換器的方式來完成的，這樣才能保證不同穩(wěn)定的輸出電壓為負(fù)載供電。但在這種傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)中存在一個(gè)難解的“三角凳困境”，即傳統(tǒng)的多路輸出電源在設(shè)計(jì)時(shí)需要平衡效率、空載功耗、輸出精度三者之間的牽制關(guān)系?！贬槍?duì)這種情況，市面上有幾種解決方案，例如使用多路輸出反激電路、加權(quán)反饋設(shè)計(jì)和增加假負(fù)載的方式等等，但必須以犧牲效率、空載功耗、輸出精度三者中的一個(gè)為代價(jià)。

突破性單級(jí)穩(wěn)壓多路輸出架構(gòu)

在這樣看似“無解”的情況下，PI InnoMux-2?系列單級(jí)獨(dú)立穩(wěn)壓的多路輸出離線式電源IC的出現(xiàn)徹底改變了這一局面。InnoMux-2通過創(chuàng)新的IC拓?fù)湓O(shè)計(jì)，極大改善了多路輸出離線式電源變換的設(shè)計(jì)，使得每個(gè)輸出都可以控制開關(guān)操作，從而避免了能量的浪費(fèi)。

InnoMux-2可以逐一克服“三角凳困境”的每個(gè)難題，InnoMux-2的電源系統(tǒng)的總效率（從交流到穩(wěn)壓的低壓直流輸出段）可超過90%；InnoMux-2控制器還能管理輕載下的功率輸出，無需使用假負(fù)載電阻，可將系統(tǒng)的整機(jī)待機(jī)功耗輕易的做到國際標(biāo)準(zhǔn)要求的300mW以下；InnoMux-2 IC可提供高達(dá)100W的輸出功率，并且在整個(gè)輸入電壓、負(fù)載范圍、溫度及負(fù)載電流跳變的條件下滿足優(yōu)于±3%的調(diào)整精度。

InnoMux-2 IC將AC-DC和后級(jí)DC-DC變換級(jí)整合到單個(gè)芯片中，提供多達(dá)三個(gè)獨(dú)立穩(wěn)壓輸出。相較于傳統(tǒng)的兩級(jí)架構(gòu)，InnoMux-2采用單級(jí)變換方式，使得每個(gè)輸出都可以控制開關(guān)操作，從而省去了單獨(dú)的DC-DC變換級(jí)。這樣的設(shè)計(jì)還可以幫助工程師在設(shè)計(jì)時(shí)減少使用元件數(shù)目，減小PCB占板尺寸。

在提升效率方面，相比于單輸出架構(gòu)和多輸出+后級(jí)穩(wěn)壓器架構(gòu)80%的效率，InnoMux-2能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)10%的效率提升。此外，InnoMux-2 IC還采用750V PowiGaN?氮化鎵開關(guān)管、零電壓開關(guān)（無需有源鉗位）和同步整流技術(shù)，這些都有助于效率的進(jìn)一步提高。

此外，InnoMux-2支持多種輸出組合，經(jīng)介紹一路恒壓和一路恒流輸出適用于顯示器、電視、家居自動(dòng)化、照明等應(yīng)用場景；兩路恒壓輸出適用于工業(yè)、儀表以及小家電等領(lǐng)域；三路恒壓輸出可以適應(yīng)電信和網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用對(duì)多路電源的要求；一路恒壓及最多八路的恒流輸出則可以應(yīng)用在高端顯示器和部分多功能電器設(shè)備上。

下面展示幾個(gè)PI InnoMux-2與其他產(chǎn)品配合使用的解決方案。

綠色環(huán)保成為市場要求

在環(huán)保和能效日益成為全球關(guān)注焦點(diǎn)的今天，能源之星^?和歐盟標(biāo)識(shí)指令都對(duì)設(shè)備的功耗進(jìn)一步進(jìn)行了限制，設(shè)備在工作期間及待機(jī)狀態(tài)的系統(tǒng)功耗限值均更加嚴(yán)格。生態(tài)設(shè)計(jì)指令2024/826將待機(jī)功耗從500mW降至300mW。

InnoMux-2 IC以其卓越的性能和創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，通過單級(jí)穩(wěn)壓多路輸出電路可以控制每一路輸出，不僅提高了電源的效率，降低了能耗，還簡化了電源架構(gòu)，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性，為電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來了新的創(chuàng)新性方案選項(xiàng)。這些優(yōu)勢不僅有助于實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)，推動(dòng)綠色、低碳的可持續(xù)發(fā)展，更有助于提升產(chǎn)品的競爭力和市場占有率。

總的來說，InnoMux-2 IC的出現(xiàn)不僅為電源設(shè)計(jì)帶來了革命性的改變，更為推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展提供了強(qiáng)大的支持。相信在未來的電源設(shè)計(jì)中，InnoMux-2 IC將繼續(xù)引領(lǐng)多路輸出電源的新篇章，為實(shí)現(xiàn)更加綠色、低碳的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。