1.PI InnoSwitch3系列最新IC为什么兼具900V高耐压和100W输出功率？

今年3月，PI InnoSwitch3系列反激式开关IC再添新品，“900V耐压”和“100W输出功率”无疑是最大的亮点。本次，我们将从新品性能、参考设计以及Demo测评三个角度，初步认识本次新品。

新品性能

本次新品具体为针对家电和工业应用的EP系列INN3690C，以及针对汽车应用的AQ系列INN3990CQ。INN3690C/INN3990CQ具备击穿电压高达900V的PowiGaN，特别适用于400V母线系统的相关应用，并且可以在超过93%的效率下输出高达100W的功率。

InnoSwitch3-EP系列的INN3690C与InnoSwitch3-AQ系列的INN3990CQ参数接近，主要差别在于INN3990CQ符合AEC-Q100标准，适用于车规级应用。本次，我们以INN3690C为例进行说明，相关说明也适用于INN3990CQ。

首先，我们将要了解InnoSwitch3-EP系列的主要特性，INN3690C的特性及典型应用。

如图1-1所示，相较于其他电源方案，该系列方案具备几大优势：

1.高集成度：PI将初级的高压开关以及次级的控制电路集成到同一个紧凑的封装内部，同时具备高达4000VAC的隔离电压要求，目前没有其他厂家可以实现类似的技术。InnoSwitch3-EP同时集成了次级检测以及同步整流驱动器，进一步降低了设计复杂度并提高了电源效率。

2.高输出功率以及高效率：以INN3690C为例，其可以在超过93%的效率下输出高达100W的功率。能够有效缩小散热器尺寸，甚至完全省去散热器，仅靠PCB板进行散热。

3.优良的输出控制性能：InnoSwitch3-EP次级可以采用多路加权反馈方式及同步整流，提供出色的多路输出交叉调整率。具备优异的恒压、恒流精度。

4.高效节能：空载功耗低至30mW，轻松符合全球所有能效标准。

5.先进的保护/安全特性：具备SR FET-gate栅极开路检测功能、快速的输入欠压过压保护、输出过压故障进入自动重启保护工作状态等保护措施。集成的725V/750V/900V额定电压开关，可以为工业电源等不同高压应用保持额外的安全余量。

通过图1‑2可以看到INN3690C的特殊之处：在输出功率100W的所有器件中，具备高达900V的GaN开关。

首先，我们需要考虑一下为什么电源需要高达900V的GaN开关？这里推荐PI 技术外展总监Andy Smith的视频。概括来说，在反激式功率变换器中，初级的功率开关上的电压应力取决于3个方面：VDC，即电路的输入电压；VOR，即输出电压反射至初级的电压；VLE，即功率变压器当中的漏感储能。上述3个电压会叠加起来，构成初级功率开关上的应力。如图1‑3所示。

对应力构成带入数值进行分析，可以得到如图1‑4的结果。可以看到，在考虑20%安全设计余量的基础上，初级功率开关的耐压值需要达到860V。因此，900V耐压的初级功率开关，可以很好地满足这些需求。

PI目前已经有基于硅技术的900V耐压的产品，但是由于硅晶体管的开关损耗较大，同时硅技术的晶圆尺寸较大，因此其功率等级大约限制在30W。对应的750V耐压的GaN器件则可以轻松满足100W的输出功率要求。随着汽车电子、工业、消费和商业应用的发展升级，对更高输入电压的辅助电源的功率需求也一直在不断提高，因此，PI推出的900V GaN系列产品，完美填补了这一块市场需求。

目前新能源汽车发展迅速，PI针对汽车应用的AQ系列的INN3990CQ产品，也为这个领域带来了一次创新机会。在目前的新能源汽车中，仍普遍存在12V铅酸电池，其主要功能为在汽车动力系统未启动时，为安全系统如门锁、防盗等进行供电。目前的主要架构是高压动力电池通过DCDC变换器对12V电池进行充电，再由12V电池对安全系统等负载进行供电。如果使用PI的INN3990CQ等器件，则可以直接将动力电池电压转换为12V电源轨，构成一个虚拟的12V蓄电池。这样带来的显著优点有：效率高，显著减重，该电源的性能也会优于12V电池，大大延长了汽车停止行驶期间的待机时间。

参考设计

除产品外，PI开发的设计支持工具以及参考设计等也完善易用。PI Expert电源设计软件可以根据用户输入参数自动生成电源方案，给出构建和测试原型机的必要信息。针对典型的客户应用，PI通常都会提供相应的评估板，并附带全面的测试信息。

针对本次推出的InnoSwitch3-AQ INN3990CQ芯片，PI提供了参考设计DER-953Q，如图2‑1所示。注意，当前PI提供的实际参考设计板卡与此有差异：移除了图中输入端的共模电感。其主要用于汽车中µDC-DC变换器的参考应用。

DER-953Q有如下几个特点：

1.超紧凑设计，高度低于22mm，仅有66个元件；

2.在150VDC-500VDC下可以满载运行，输出效率均≥92%；

3.支持在-40 °C至85 °C环境温度下运行；

4.使用汽车级AEC-Q标贴元件；

5.增强型500V隔离变压器，符合IEC-60664-1和IEC-60664-4标准。

DER-953Q参考设计报告内容详尽，包含了设计规格、原理图及说明、PCB、BOM、变压器规格以及设计、性能数据、热性能、波形等。以下，我们重点看下如下几个部分。

DER-953Q设计规格如图2‑2所示。可以看到，其输入范围为150V-500V，输出电压为13.5V，输出电流为7.35A。纹波最大值为270mV(2% Vout)，动态负载下过冲和下冲最大值为450mV(3.3% Vout)。适用于将高压的400V动力母线电池电压变换为12V母线电压，给车内的低压负载供电。

DER-953Q的功率级部分原理图如图2‑3所示。总体来看，因为InnoSwitch3的高集成度，电路设计保持了PI一贯的简洁设计风格。

从高压侧看，变压器的原边连接到INN3990CQ高压侧功率开关，且具有RCD吸收电路来限制高压FET关断时候的DS端电压峰值。变压器的辅助绕组对INN3990CQ进行供电。

从低压侧看，INN3990CQ主要功能是电压测量、电流测量以及SR FET的驱动。在本设计中，2颗MOSFET并联使用作为SR FET，对于7.35A的高电流输出，可以降低散热压力。SR FET上还并联有RC吸收电路以抑制高频震荡。

FB为INN3990CQ的电压反馈引脚，R113和R114构成基础电压反馈，ATL431部分电路构成精确电压调整（Precision Voltage Regulation, PVR）反馈。由于PI独有的FluxLink反馈技术，可以直接测量低压侧电压进行反馈，而不是传统的通过光耦反馈的方式，可以极大提升低压侧输出电压精度。

IS为INN3990CQ的电流反馈引脚，R109、R110和R111为电流采样电阻。保证在故障发生时，电源有足够的过载保护能力，从而保护电源及负载的使用安全。

DER-953Q采用了6层板设计，相关设计文件均可以在PI官网获得。除元件BOM之外，PI还提供了本设计的变压器设计文档。

PI对DER-953Q进行了详尽的测试，我们来看一下几项主要的测试数据。

图2‑4展示了DER-953Q的效率表现，可以看到达到50%负载后，在全部输入电压下，电源的效率均高于92%。随着输入电压的降低，其效率表现将会稍有提升。

图2‑5展示了DER-953Q的热性能，可以看到在最低输入电压下，INN3990CQ具备最大的热应力，温度已经达到124°C，已经非常接近125°C的限制。这也部分是由于85度环境温度的原因造成的。因此在用户实际设计中，需要给芯片的SOURCE引脚提供足够大的铜皮进行散热。对于有更严酷环境温度要求的应用，可以考虑将PCB板的热量通过外加导热垫的方式，将热量传导至整机部件的金属外壳上进行冷却散热。

图2‑6展示了INN3990CQ内部高压FET以及SR FET的电压应力。可以看到，在500V输入电压下，INN3990CQ内部高压FET应力也仅达到900V额定耐压值的80%，留有充分的电压裕量。这也充分体现了900V耐压的重要性。

图2‑7展示了DER-953Q的动态性能。可以看到在全部测试中，电压变化不超过450mV(3.3% Vout)，说明其动态性能极佳。而在传统方案或者初级稳压方式的方案当中，需要使用很大容量的输出电容来满足动态负载变化引起的稳压精度的要求。对于具有快速响应特性的INN3990CQ方案而言，则可以使用小得多的输出电容容量。这不但可以节省空间，还可以降低成本，同时增加整体电源的使用寿命和可靠性。

上手测评

本次测评也对DER-953Q进行了简单的测试，由于测试条件限制，主要进行了电压输出精度、纹波以及负载变化响应的测试。

表2‑8展示了DER-953Q输出精度。可以看到其负载调整率的表现极佳。

输入电压（VDC）

负载（A）

输出电压（V）

150

0

13.47

3.75

13.47

7.35

13.47

380

0

13.47

3.75

13.47

7.35

13.46

表2‑8 电压输出精度（环境温度25 °C）

图2‑9和图2‑10分别展示了150VDC和380VDC输入电压下，在0A，3.75A和7.35A负载下的纹波表现。可以看到，测量到的最大纹波仅为141mV。

图2‑11和图2‑12分别展示了150VDC和380VDC输入电压下，在0A至7A（95%）和7A（95%）至0A负载变化下的输出电压变化。可以看到，最大的输出电压波动为435mV。

总结

本次通过PI官网资料、DER-953Q相关文档的学习和实际测评，初步了解了PI本次芯片的核心竞争力：900V耐压的GaN初级FET，能提供高达100W的输出功率。总体来说，PI本次新品具备优秀的性能指标，同时官网还有丰富详实的设计资源，便于用户快速评估设计。相信这些新品会再次引领反激变换器设计领域的技术革新。给高输入电压的应用及市场火爆的汽车电子应用带来新的选择。

2.盘点2023年集成灶十佳新品！

2023年，集成灶行业新品频出争宠，集成灶赛道“开卷”！智能化、高性价比，已然不足以打动用户，抓住用户痛点才能在百花丛中脱颖而出！纵观行业市场，也就以下十款集成灶才真有料，堪称行业十佳新品！

1.火星人

全新一代火星人X8智能集成灶，作为高端旗舰新力作，X8由火星人与宝马旗下顶尖设计公司Designworks联合出品，独有AI天眼系统控火控烟，搭载MCOOK数字厨房控制系统，配以大师级蒸烤炸，AI算法智能调配功率，三档智慧补水嫩烤，均温匀烤等技术，全面集成智慧厨房科技，给消费者带来卓越的产品体验。

2.美大

美大“M908旗舰新品”，其采用极简主义设计美学，165°大曲率超大曲面屏符合人体工学视觉角度，搭载智慧双变频科技，变频大吸力，1秒吸油烟；硬核智能体感芯片，挥手智控；AI语音智控，只需语音“小美小美”，下达多种指令；90L大容量蒸烤双腔内胆，39L左烤炸+51L右蒸炖，一次下厨双腔齐动，半小时搞定家宴聚会一桌菜！M908旗舰新品以硬核黑科技引领品质生活革新，告别厨电简单能用，烹饪更要智慧好用。

3.亿田

亿田C6DL-A蒸烤独立集成灶，化繁至臻，烹饪“元”来也能如此简单!既配置炫彩大屏，模块简洁，轻松玩转烹饪更搭载悬浮式灵动按钮，告别繁琐操作纵享丝滑。C6DL-A蒸烤独立集成灶魅力升级，颜值再攀新峰令人一见倾心!经典黑灰配色，彰显科技感，25mm超薄机头设计，告别笨重，重新定义厨房美学悬浮式旋钮搭配超酷触屏UI，似银河里的熠熠星辰，符合年轻化的审美需求，下厨更赏心悦目!

4.帅丰

帅丰Z6筑.梦Z时代的“六边形战士"每一个顶点代表一项属性当各项属性战力被拉满便形成完美标志的六边形。27m/min大吸力，1150Pa最大静压八面全域拢烟，飓风强劲瞬吸巡航秒速响应,油烟无处遁形。5.2kW烈焰燃烧器澎湃大火力，爆炒更给力国家一级能效，省时省气省心。底下蒸烤箱可蒸烤同步效率加倍，应用双驱蒸烤系统，左蒸右烤不串味，烹饪效率更加倍纳米晶系内胆，清水秒净，一"布"搞定。Z6筑梦帅丰全新一代集成烹饪中心厨电中的"六边形战士。

5.森歌

森歌Z60智能水洗集成灶在蒸烤箱内胆自动水洗技术的基础上研发出了新一代蒸烤箱内胆自动水洗技术2.0。引入全自动活水清洗系统通过65℃高压无缝洗涤、全自动智能给排水、120℃高温灭菌烘干3大自动清洗步骤，彻底实现解放双手，同时规避了手动换水的困扰。蒸烤方面，Z60智能水洗集成灶蒸烤箱创新采用左右两个循环热风机，配合顶部发热管+底部加热膜，不仅加速腔内热量升温，并且形成四向立体温腔，多层同烤也均匀。极致控场，“鲜”发制人！

Z60智能水洗集成灶在烟机性能上采用了瞬吸强排系统，同时，Z60智能水洗集成灶能根据公共烟道阻力自动调节风速，保障油烟在任何时候都能顺畅排出。保持强劲吸力的前提下，同时降低了噪音，实力打造净烟又静音的理想厨房。

6.科恩

科恩2023年推出核心新品G系列防爆免清洗集成灶，以安全、省心为两大核心亮点，领先于行业其他竞品。G500防爆免清洗集成灶可用6K超省心体验来完美总结其亮点。1K10+2安全新升级：在传统的10大安全前提之下，科恩G500新加入，防火科恩达油脂分离网、金刚防爆面板，为厨房安全再度升级防护。2K耐用省心：科恩达油脂分离网是科恩创新研发，可实现油烟分离。其采用加厚太空压铸铝，工艺严控，通过酸洗-喷砂-特氟龙喷涂-高温烧结而成，真正易洁、易拆、耐腐、不粘油、好打理且防火阻燃。通过6重油脂分离术，油脂分离度可高达96%以上！3K打理省心：整机采用特氟龙工艺，一布即可搞定整机清洁。且科恩每3年将免费提供风轮更换服务，彻底告别清洗，真正实现终身免清洗，厨房更省心！4K健康省心：G500采用变频电机，动力更强劲，排烟更有力，彻底告别油烟滋扰。5K爆炒省心，5.2KW超国标净蓝猛火，烹出美味更适宜中国胃。6K烹饪省心：8+4操控模式，省心升级科恩G500内置56道菜谱，只需一键即可开启烹饪，更适合厨房小白。

7.蓝炬星

蓝炬星大屏集成灶ZX02EP听歌追剧快乐下厨！首次搭载BLUE CC」智能控制系统！10.1英寸智控大屏臻享IPAD级视听盛宴，大尺寸触控屏，内置视频、音乐、菜谱蒸烤、定时....全功能一站式选择。手机投影同步显示，一边做饭一边刷手机视频聊天、追剧观影，畅享沉浸式影音厨房。左灶支持移锅小火，移锅自动小火，放锅自动恢复大火。专为炒菜设计，让高效烹饪不必中断。风压领先同级高速畅排不倒灌，1000PA领先风压搭配直排风道烹饪高峰期强势畅排，公共烟道不倒灌！

8.潮邦

潮邦重磅推出了新品S2zk蒸烤一体集成灶，木马公司一手设计，集成灶头部4mm航空铝板美观大气 ，烟灶联动，点火翻盖自动打开的翻盖设计，时尚与美学融为一体；”智能五合一，蒸烤消炖炸 ”，以1抵10的潮邦集成灶，超强的八重蒸烤模式，功能更丰富，烹饪效果更出色。蒸烤箱70L的大容量，满足一家五口烹饪需求，20分钟轻松搞定一桌菜。新品还具备“医用”以及“母婴”级别140°高温消毒，升级呵护你和家人的健康。

9.板川

板川与兰博基尼推出了联名款A3超性能集成灶。板川在依托超跑强大的核心动力技术下，创新研发出了能够完美适配集成灶烟机的V12猛擎动力系统和Grow飞轮片载两项厨电“超越技术”。搭载23m³/min超大风力以及1100Pa超强风压的A3超性能集成灶，能够将做菜时带来的油烟可视化加速笔直吸，无论是看得见的油烟还是四散逃逸的残留烟气，超性能集成灶都能完美聚拢，做到爆炒油烟不乱窜。

10.万事兴

万事兴惊艳上市的【星动系列】集成灶，采用全球首创云吸静排技术，搭载直流变频电机，23%m³/min大吸力，瞬吸油烟，快速畅排，烟雾缭绕下厨现场，从此不再有。5.2kW大火力，猛火爆炒，小火慢炖，都能锁住营养美味。万事兴集成灶采用云吸静排主动降噪，仅只有51dB声压级，高效率、低噪声，有效杜绝传统油烟机头部噪声源！传统烟机需要定期清洁，否则除了油腻之外，还会出现吸力下降、噪音增大等问题。而万事兴集成灶拥有一键智能热清洗功能，轻松一按就能搞定饭后油污，简直是懒人必备！

3.蓝炬星ZX02EP大屏集成灶 智享美味 快乐烹饪

在当代生活中，快节奏和追求高效率已成为我们的常态。但是，烹饪却是一项需要耐心和技巧的工作，这也阻挡了很多人踏入厨房的步伐。

而时代的发展也让我们找到了新的解决方法，打破枯燥，让智能科技将我们的烹饪变得更高效、便捷，充满趣味，打造出健康清新、充满娱乐性的厨房环境。

烹饪，有时是一个漫长又枯燥的过程，而蓝炬星ZX02EP大屏集成灶配备了一个10.1英寸的高清智能大屏，内置多款娱乐影音APP，还能手机一键投屏，通过丰富多样的功能提供更多乐趣和便利。

不仅可以在烹饪过程中追剧、听音乐，还能在线学习烹饪技巧，让烹饪过程不再乏味，厨房小白也能轻松烹出一桌美味。

而且一屏掌控多项功能，简单高效、一目了然，我们可以轻松地选择模式，调整时间和温度等烹饪参数，让烹饪变得简单易行，还能确保菜肴烹饪得到最佳效果，让每一个家庭主厨都能轻松上手。

强大的油烟净化系统，能有效净化烹饪过程中的油烟，减少对室内环境的污染，保障厨房空气清新舒适，提升烹饪体验感。

蓝炬星ZX02EP大屏集成灶让烹饪不再是一项单调乏味的任务，而是一场轻松愉快的创作之旅，让我们在享受美食的同时，也尽情享受烹饪过程中的快乐时光！

4.电源转换的优先选择，PI 推出InnoSwitch3-EP系列IC高效率解决方案

前言

单管氮化镓电源IC（GaN Power IC）是一种新兴的集成电路技术，针对高性能电源转换应用而设计。传统的硅功率器件在电源转换领域长期占据主导地位，但随着电子设备的不断演进和高频高效率要求的提高，氮化镓功率半导体器件引入了新的可能性。这得益于GaN功率半导体器件的一系列优势，包括更高的电子迁移率、更低的导通和开关损耗，以及更快的开关速度，这让它们成为高性能电源转换的理想选择。

虽然采用氮化镓有多种优势，但其耐压水平相对硅功率器件来说低了很多，通常在数百伏特范围内。这限制了它们在高压电源转换应用中的应用，如工业电源、电动汽车充电器和太阳能逆变器等。

充电头网了解到Power Integrations 近日发布全球额定耐压最高的单管氮化镓(GaN)电源IC。该IC采用了1250V的PowiGaN™开关技术。InnoSwitch™3-EP 1250V IC是Power Integrations的InnoSwitch恒压/恒流准谐振离线反激式开关IC产品系列的最新成员。它具有同步整流和FluxLink™安全隔离反馈功能，并且提供丰富的开关选项，包括725V硅开关、1700V碳化硅开关以及其它衍生出的750V、900V和现在1250V耐压的PowiGaN开关。

设计人员在使用新款InnoSwitch3-EP 1250V IC时，可以非常放心地明确其设计可以工作于1000V的峰值工作电压，因为1250V的绝对最大值可以满足80%的行业降额标准。这为工业应用提供了巨大的裕量，特别是对那些具有挑战性电网环境的应用尤其重要。因为在这种环境下，耐用性是抵御电网波动、浪涌以及其他电力扰动的重要防御手段。据新款IC的发布资料中显示，甚至其瞬间峰值电压可以耐受至2200V, 这极大地增加了电源耐受短时浪涌雷达冲击的耐受力。

InnoSwitch3-EP

InnoSwitch3-EP是一款集成主开关、同步整流和FluxLink反馈的离线CV/CC QR反激开关IC芯片。

InnoSwitch3-EP在整个负载范围内表现出卓越的高效能运行能力，采用了先进的PowiGaN™技术。即使在没有散热器的情况下，也能提供高达100W的功率输出。此外，在多路输出的应用当中它还具备出色的交叉调整率性能，在采用加权反馈的次级侧稳压（SSR）架构及同步整流的情况下，使用集成的FluxLink™技术和HIPOT隔离的反馈链路，可以实现±3%的高精度输出。这包括输入电压和负载变化所引起的输出调整率的变化。

InnoSwitch3-EP具备出色的CV/CC精度，且不受外部组件参数误差的影响。可通过调整外部电流检测电阻的数值来调整整个电源的输出过载保护点。其独特的1250V PowiGaN™技术带来的开关损耗仅为同等硅器件的三分之一，且空载功耗低于30毫瓦。这一特性使得InnoSwitch3-EP在更高输入母线电压的应用当中，仍然能够实现高达93%的变换效率。而且即使在高达85W的输出功率情况下也无需散热片。

InnoSwitch3-EP集成了多种高级保护和安全功能，包括SR FET栅极开路检测、快速的输入电压UV/OV保护、输出OVP的自动重启故障响应、线路过压和欠压保护、输出过压和过流限制以及过温关断等。此外，它提供了标准和峰值功率传输选项，并采用了常见的自动重启保护策略。系列产品中在初级侧还配备了725V、750V、900V和碳化硅开关的1700V耐压开关选项，以应对突发的电压浪涌及不同母线电压的应用，满足高输入电压的工业设计以及有更高安全电压裕量要求的应用需求。

InnoSwitch3-EP完全符合安全和法规要求，具备满足加强绝缘要求的隔离机制，隔离电压高达4000VAC，产线中100%的产品经过HIPOT测试。它还获得了多个国际安全认证，包括UL1577、TUV（EN62368-1）、CQC（GB4943.1）和DIN EN IEC 60747-17（VDE 0884-17）的安全批准，确保产品的可靠性和安全性。

InnoSwitch3-EP系列IC显著简化了反激电源转换器的设计和制造，尤其是对于那些需要满足高效率和/或尺寸上有紧凑要求的转换器应用。InnoSwitch3-EP将主控制器、次级控制器和安全额定的反馈功能集成到单一IC中。此系列采用InSOP-24D封装，适用于各种应用领域，包括家电、计算机、消费品、公用事业电表、智能电网和工业电源等，为电源转换器的设计和制造提供了更简便、高效的选择。

充电头网总结

InnoSwitch3-EP系列IC融合了高效能、紧凑尺寸和卓越的保护特性，耐压1250V，空载功耗小于30mW，采用先进的PowiGaN™技术，可实现高达100W的功率输出，而无需散热器。具备卓越的CV/CC精度以及多输出交叉调节，集成FluxLink™技术和HIPOT隔离的反馈链路，可实现高精度的输入电压和负载综合调整率。同时提供多种安全功能，包括SR FET栅极开路检测和自动重启保护等。InnoSwitch3-EP系列IC为电源转换器的设计和制造提供了简单、高效的解决方案，适用于多个应用领域。