英飛凌的高效率90+系統解決方案

Infineon Technologies Taiwan Senior Engineer Li Dong。

為反應全球暖化的問題，由Google和英特爾在2007年發啟的電腦產業拯救氣候計畫(Climate Savers Computing Initiative)，希望減少因電腦運作產生的全球二氧化碳排放量，目標在2010年之前每年可減少5,400萬噸。

因此該單位提出80 PLUS規格，內容為電腦和伺服器的多重輸出電源供應器，在20%、50%和100%等任何負載之下，轉換效率都要達到80%或以上。伺服器電源供應器80 PLUS白金級在20%、50%和100%負載和230Vac線路輸入電壓下，分別需要達到91%、94%和90%。

英飛凌(Infineon)資深工程師Li Dong詳細說明了該公司交換式電源供應器(Switching mode power supply；SMPS)解決方案系統，包括3區塊，即主要電源供應控制器的ICE2HS01G、和PFC Block的ICE3PCS01G、ICE3PCS02G、ICE3PCS03G，還有附屬及待機Block的ICE3AR10080JZ用於10W及以下、ICE3AR4780JZ用於15W~20W、ICE3AR2280JZ適用於20W~25W、ICE3AR0680JZ適用於25W~30W。

以實測數據來看，英飛凌SMPS系統解決方案，輸入電壓為115V時，在20%、50%、75%、100%負載下，效能分別可達88.5%、90.7%、90%、88%。若在輸入電壓230V，則分別達89%、91.7%、91.6%、90.7%。

PFC階段使用的ICE3PCS01G在低負載的效能為96%，半負載為96.5%，全負載為96%。

CoolMOS CP系列特性為低待機耗電、高效能、高可信賴性、高耐用性、低電磁干擾、低成本。

ICE3PCS01G的特性為，一、正確頻率設定，因而能將電磁干擾濾波器最佳化，且低成本、高效能。二、正確電壓規範，因而能將主要供電階段最佳化，且高效能。三、可調整開機追隨器，在低線路、輕負載具備高系統效能。0.2V峰值電流限制，因而在current sense resistor上低功耗損失且高效能。

600V CoolMOS CP系列的特性為，每個封包裡有最低電阻，因而有較低的傳導損失。用drain-source關閉功能可提供快速交換，因而有較低的交換損失。且是全球最低的FOM RDSon x Qg，因而可在傳導和交換損失中取得平衡。

600V SiC二極體的特性為，減低熱阻抗，因而成本低。幾乎沒有反回復充電或儲存充電，因而達到高效能。

英飛凌在LLC階段的ICE2HS01G在20%、50%、100%負載之下的效能，分別可達95.5%、97%、96.5%。

在DC-DC階段封裝對SR的影響如下，若以TO220封裝，有較長的電子連接，因而可達到高傳導性、有散熱器以保持低溫、在RDSon值有較高的封裝影響，較耗費空間。

而若以SSO8來封裝，有極低的傳導性、不需要散熱器、可用PCB來當作主動降溫區域、在RDSon值有低得多的封裝影響、尺寸極小，為5 x 6mm、只有1mm高、是最省空間的SMPS設計。

LLC階段的ICE2HS01G特性為，LLC可設計於共振頻率，因而可達最高效能。在CCM和DCM期間都可提供可信賴的運作，因而容易設計。由初階控制器即可控制SR，因而不需要SR IC，且低系統成本。嚴密容忍度控制，因而可大量製造。可OTP、OLP、OCP、Latch-off，因而系統設計容易，且設計週期短。

600V CoolMOS C6的特性為，自我限制di/dt和dv/dt，因而容易使用。較低的Coss，因而容易達到ZVS。

LV OptiMOS的特性為，縮減的電源封裝，因而可達到較高電源密度。較短的連接長度，因而可使寄生的電阻和電感較低。

附屬變壓器ICE3ARxx80JZ可達到超低待機損耗，在低負載下效能可達80%、半負載達82%、全負載達80%。