英飞凌高效开关电源系统解决方案

英飞凌高效开关电源系统解决方案2015英飞凌电源管理巡回研讨会Page2Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.2015/6/10英飞凌高效率开关电源解决方案议程背景介绍英飞凌PFC解决方案,提升PFC效率英飞凌LLC解决方案,提升LLC效率英飞凌低待机损耗辅助电源解决方案英飞凌快速充电器和适配器解决方案总结Page3Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.2015/6/10为了应对全球变暖，电脑产业拯救气候计划，由谷歌和英特尔在2007年开始，寻求从计算机的操作，以减少全球二氧化碳排放量到2010年每年540万吨.ClimateSaver80+Jul08–Jun09July09–Jun10July10–Jun11白金90%92%89%金87%90%87%=20%银85%88%85%=20%=80%铜82%85%82%=20%=80%100%80+80%80%80%100%100%100%服务器产品80+白金牌方案要求在20%,50%和100%负载,230Vac输入线电压情况下效率达到91%,94%and90%.部分ICE3PCS01GPage4Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.2014-06-26C7C7C7SiC5IceDrvIceDrvIceDrvOptiMOS™OptiMOS™英飞凌高效率开关电源解决方案C7-600V,SiCdiodes,EiceDriverandOptiMOSTMCustomerbenefit:Highestefficiencysolutionportfoliowithwellmatchingcomponents英飞凌可以提供整套方案英飞凌高效率开关电源解决方案演示板一览Copyright©InfineonTechnologiesAG2015.Allrightsreserved.Page5PFCathighfrequenciesHighestLLCperformanceTO2474-pinbenefits800WCCMPFCat130kHz97%efficiency42inch³densityFormfactortypicalinindustryLowcostcomponents600Whalf-bridgeLLC/SRLLC+SRefficiencyof97.8%@50%loadEfficiency95%@50%load115...200kHzswitching2500WPFCat65..100kHzPinlayoutfor3pinand4pinexchangeableThermalcontrolledVaryingpowerrangesAssessmentofC7athighfswAssessmentofC7LLCperformanceAssessmentofTO2474-pinvs.3-pin10.06.2015CoolMOS™C74pinTO247DriverIC1EDcompact6ACoolSET™StepdownconverterICE3PFCcontrollerLLCanalogcontrollerICE2HS01GHBGateDriveIC2EDL05N06PFBiasQRFlybackcontrollerICE2QR2280ZSRMOSFETsOptiMOS™BSC01N04LSPrimaryCoolMOS™IPP60R180C72*CoolMOS™C7TO220IPP60R180C7SiCGen5/66A,TO220EiceDRIVER™DriverIC2EDNAnalogue(ICE3)anddigitalcontrolversion(XMC1300)Page6Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.2015/6/10Red:输入EMI电路和整流桥Pink:CCMPFCICE3PCS01GIPP60R190C6IDT05S60CYellow:待机电源ICE2QR2280ZBlue:LLC谐振半桥变换器ICE2HS01GIPP60R190C6IPP015N04Nbrown:DC-DC变换器BSC030N03LSBSC050N03LSTDA21106英飞凌高效率开关电源解决方案演示板一览Page7Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.2015/6/10英飞凌高效率开关电源解决方案议程背景介绍英飞凌PFC解决方案,提升PFC效率英飞凌LLC解决方案,提升LLC效率英飞凌低待机损耗辅助电源解决方案总结Page8Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.2015/6/10CoolMOSC7/P6SiCGen5IDH05G65C5CoolMOSC7/P6第五代SiC二极管英飞凌高效率开关电源解决方案PFC部分CoolMOS/SiCdiode/IC英飞凌可以提供整套PFC方案Page9Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.2015/6/10负载轻载半载满载效率96%96.5%96%OVPVSENSESGNDISENSEBOPFREQICOMPP-DSO-14GATEPGNDVCCVREFVB_OKVBTHL_ENBOFORampProfileAve(Iin)atICOMPGateDrivet英飞凌高效率开关电源解决方案PFC部分ICE3PCS01GPage10Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.2015/6/10负载轻载半载满载效率96%96.5%96%OVPVSENSESGNDISENSEBOPFREQICOMPP-DSO-14GATEPGNDVCCVREFVB_OKVBTHL_ENBOFO英飞凌高效率开关电源解决方案PFC部分ICE3PCS01GPage11Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.2015/6/10负载轻载半载满载效率96%96.5%96%OVPVSENSESGNDISENSEBOPFREQICOMPP-DSO-14GATEPGNDVCCVREFVB_OKVBTHL_ENBOFOPCL门槛:-0.2V+/-2%误差二次OVP保护,进一步加强系统可靠性频率设置和外置频率同步提供Bulkvoltageok信号英飞凌高效率开关电源解决方案PFC部分ICE3PCS01GPage12Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.2015/6/10全负载范围提升PFC系统效率精确的频率设定可以最优化EMI滤波器,减低成本,提升效率精确的电压调整率优化功率级,提升效率可调整的boost跟踪功能提升低压,轻载的效率0.2V峰值电流限制减小电流采样电阻的损耗,提升效率负载跳变时实现快速动态响应减小电压过冲高可靠性,易于设计快速的恢复时间高可靠性,易于设计基本无电流失真高性能BulkvoltageOK信号节省防浪涌继电器的检测电路或PWMIC控制电路低成本可调的低门槛的VB_OK信号提高设计的弹性二次OVP保护低成本各种保护功能可以降低工作量英飞凌高效率开关电源解决方案PFC部分ICE3PCS01GPage13Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.英飞凌高效率开关电源解决方案PFC部分（PFCMOS）Page13Page14Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.英飞凌高效率开关电源解决方案PFCCoolMOS™C7/C6Page14Page15Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.英飞凌高效率开关电源解决方案PFC部分650VCoolMOS™C7PortfolioPage16Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.英飞凌高效率开关电源解决方案MOSFET技术的演变BeforeSJ:IRFP450(mid1990s)–RDS(on)=400mFOM=32.8[nC]SJ:SPW47N60C3(2001)–RDS(on)=70mSJ:IPW60R045CP(2005)–RDS(on)=45mSJ:IPW65R019C7(2013)–RDS(on)=19mFOM=17.6[nC]FOM=6.75[nC]FOM=4.0[nC]RDSon*QgPage17Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.英飞凌高效率开关电源解决方案损耗机理–Turn-ONSCGSDRVDLVVdtdInsAdtdID4.1dtdILRIVVSGDRVDRVCGS*VDRV=12[V]VCGSVth=3.5[V]LS=6[nH]英飞凌高效率开关电源解决方案仿真结果Turn-on25Aby‘fast’SJ,2nHLsCopyright©InfineonTechnologies2014.Allrightsreserved.Page18TO-247-3PsimulationTO-247-4PsimulationIDVDRVVLSVDRVVLSIDTurningMOSFETbackoff!DischargingCGS!EON=130uJEON=63uJNoDischargingCGS!MOSFETswitches‘normal’Page19Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.英飞凌高效率开关电源解决方案PFC部分CoolMOS™C72015/6/10Qg非常小！高频工作情况下全负载范围内实现高效输出Page20Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.英飞凌高效率开关电源解决方案PFC部分CoolMOS™C72015/6/100,4%5W!CCMPFCEfficiency@100kHz;90VAC;10Ω;IDH16G65C5Page21Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.英飞凌高效率开关电源解决方案PFC部分CoolMOS™C70,3%3,6W!2,1%2,4W!CCMPFCEfficiency@100kHz;90VACPage22Copyright©InfineonTechnologies2009.Allrightsreserved.SiC主要特征:•由于基本上没有反向恢复电荷与存储电荷，开关损耗极小•开关特性独立于正向电流，开关速度和温度SiC益处:•提升效率•允许使用更小的MOSFET•由于可以提升和效率，可以节省成本和体积要求提升功率密度•改善EMI•增强系统可靠性与Si材料的二极管相比具有明显优势，在目标市场（服务器，通信，太阳能，UPS）具有强大的市场占有率。英飞凌高效率开关电源解决方案PFC部分第五