芯耀
93
随着技术的不断成熟和成本的逐步下降，GaN正从消费电子PD快充领域向更广阔的工业、汽车、通信、数据中心等领域渗透，凭借其高频、高效、高功率密度的核心优势，成为推动能源转型、工业升级和通信革命的关键因素。
GaN与传统的Si MOS对比，存在着明显的优势
• InnoSwitch3-EP工业辅助电源应用市场
在工业自动化、智能电网、储能设备等场景中，辅助电源如同“神经末梢”，为控制系统、传感器、执行器等关键部件提供稳定供电，其可靠性、效率与集成度直接决定工业设备的运行精度与使用寿命。在Power Integrations（PI）推出的一系列GaN产品中，InnoSwitch3-EP（简称INN3-EP）凭借专为工业场景设计的核心特性，成为工业辅助电源设计的优选方案，为行业应用注入高效与稳定双重保障。
• INN3-EP为什么适用于工业场景？
InnoSwitch3-EP是高度集成的离线式反激开关IC，专为工业与高可靠性应用设计，融合PowiGaN™氮化镓技术、FluxLink™隔离反馈、次级侧控制三大核心技术，提供15-100W功率范围的高效电源解决方案，广泛应用于PLC、伺服驱动器、工业机器人、智能电网设备等场景。对比传统的Si MOS，INN3-EP(GaN)设计的工业辅助电源主要有以下五大核心优势：
1. 能效提升：全负载效率高达90-95%，空载功耗低至<70mW，降低工业设备能耗，符合绿色工厂标准。
2. 体积缩小：高集成度与PowiGaN™技术使电源体积减小40%，无需散热片即可提供100W输出，适配工业设备紧凑空间。
3. 可靠性增强：次级侧控制+多重保护+宽温设计，满足工业设备长寿命要求。
4. 成本优化：BOM成本降低20%，生产效率提升，同时减少散热和空间成本。
5. 设计简化：无需光耦、外围元件少、开发周期缩短50%，降低工程成本。
根据PI官网提供的工程报告，将INN3-EP和传统的Si MOS设计的65W适配器进行一个多维度的参数对比：
DEMO板实物图对比（原Demo板等比例缩小10倍）：
（RDR-747 INN3679C 750V Powi-GaN）
(DER-243 TOP269EG 750V Si Mos)
PCB Layout尺寸图对比：
（RDR-747 INN3679C 750V Powi-GaN）
(DER-243 TOP269EG 750V Si Mos)
性能对比：
RDR-747（INN3679C-H606）实测满载效率图：
DER-243（TOP269EG）实测满载效率图：
通过以上对比，可以清晰的看出使用INN3-EP设计的电源，比传统的Si MOS在效率上提升了3%，同时可以省去散热片，大大节省PCB空间。
• INN3-EP产品介绍
产品特性：
1. 高度集成，外形紧凑：在整个负载范围内保持恒定的高效率，在无需散热片的情况下可提供高达100W输出功率。
2. EcoSmart™–高效节能：在输入电压检测电路工作的情况下空载功耗低于30mW轻松符合全球所有能效标准。
3. 先进的保护/安全特性：快速的输入欠压/过压保护，输出过压故障时进入自动重启动保护状态，出色的抗浪涌性能适合实现工业电源设计或更大安全边距的设计。
4. 完全符合各项安规要求：绝缘强度>4000VAC，产品100%进行HIPOT（高压绝缘）测试，通过UL1577绝缘强度4000VAC（最大值）、TUV(EN62368-1)、CQC(GB4943.1)和DIN EN IEC 60747-17(VDE 0884-17)安全认证。
典型应用原理图：
INN3-EP输出功率对照表
INN3-EP工业辅助电源关键元件选型推荐：
SR整流管：工业辅助电源的电磁环境复杂，容易对SR的控制线路产生干扰，增加设计难度和成本，推荐使用肖特基二极管。
变压器：根据实际需求确定变压器绕法，功率小于24W推荐顺绕法，功率大于24W推荐三明治绕法。
Y电容：部分应用增加Y电容可能会引起输出电压浮高，可能会导致工作时引起环路不稳，同时整机做ESD测试时，可能会引起辅助电源保护。如果主回路存在比较大的EMI滤波器件，设计时尽量采用无Y设计。
INN3-EP工业辅助电源PCB Layout注意事项
1. 初级环路面积尽量缩小、DC输入端加CBB电容滤波；
2. BPP供电电容必须靠近芯片；
3. D与S间需要加大安全距离，尽量不要开槽；
4. BPS供电电容需要靠近芯片；
5. FB电阻需要靠近芯片，上偏电阻增加RC前馈；
6. FWD电阻靠近芯片处增加一颗电容对地；
7. 必须用初级或次级的GND在底层将芯片底部覆盖，并保证安规距离,作为屏蔽罩作用；
8. 辅源电路部分远离主功率回路、注意避开主功率磁性器件，如PFC电感、主功率变压器等。
INN3-EP工业辅助电源设计案例
该方案为INN3-EP、1250V PowiGaN应用在工业焊机辅助电源，可应对输入电压波动较大的应用场所，无需散热片情况下能提供最大100W功率输出，高度集成，降低BOM成本、节省PCB空间。
与传统分立式方案相比，INN3629C集成度更高，待机功耗30mW，AC30V输入可正常启动工作，转换效率可达93%，不需要额外增加散热片，PCB板空间节约20%。
关键元件：
结束语：INN3-EP融合GaN等核心技术，兼具高效小巧低成本和高可靠优势，适配工业多场景。其简化设计、省去散热片节省了空间，既满足绿色工厂需求，更推动工业电源升级，为智能制造注入全新的动力。
安富利为INN3-EP电源方案提供全方位的技术支持，包括但不限于：
1. 从样机到量产，全程专业的技术支持；
2. 协助客户PCB Layout，如有需要可直接帮客户进行Layout；
3. 提供完整的变压器设计和BOM表资料，缩短客户的研发时间；
4. 样机测试和基本电气性能调试；
5. EMI/ESD/雷击等安规方面技术支持。
注释1：PowiGaN™是Power Integrations（PI）公司自主研发的高度集成的GaN技术，与PI的控制IC和FluxLink通信技术无缝结合，形成完整的电源系统解决方案，而非独立销售的GaN器件。
注释2：FluxLink™是Power Integrations（PI）公司专有的磁感耦合通信技术，是一种固体绝缘、磁感耦合的通信技术，能够在隔离屏障上双向传输反馈和控制信息，实现高压侧与低压侧之间的完全电气隔离。
