近几年来，在手机充电器、笔记本适配器，以及家电和智能家居等新兴市场的持续推动下，快充市场迎来了高速发展，加上GaN与SiC等第三代半导体材料器件的加持，让快充市场也很快从“蓝海”变成了“红海”。
为了赢得更大的市场份额，不论是终端厂商，还是芯片厂商都在使出浑身解数让自己的产品更具竞争力。在PI资深技术培训经理阎金光看来，目前的快充市场主要有三大趋势：不断增大的输出功率、体积更小、更低的系统成本。
这几个趋势其实是相互矛盾的，“输出功率增大了，电源体积肯定要增大，但市场却要求你体积要继续缩小，而且还要低成本。这就给设计者带来了更大的挑战。”阎金光在产品发布会上对媒体表示。
快充市场还有一个值得注意的地方是，标准的多样化。比如欧盟和北美多采用USB PD和PPS 3.1，中国要求满足UFCS标准，再加上手机OEM们有自己的私有协议，比如OPPO的VOOC、vivo的VFC、华为的SCP等等。
为了满足这些市场需求，这几年快充芯片厂商也推出了不少新的集成化芯片和解决方案。不久前，PI也更新了其InnoSwitch产品线，推出了高集成度、高效率及可编程的InnoSwitch5-Pro，以应对快充市场灵活性、高功率密度，以及低成本等方面的挑战。
InnoSwitch5-Pro的主要特性
据阎金光介绍，InnoSwitch5-Pro是一款高效率、可数字控制的反激式开关IC，采用了创新的次级侧控制方式，无需额外使用高成本的专用高压开关即可实现零电压开关（ZVS），效率超过95%。其主要特性如下：
一是效率高达95%，之所以能达到95%的转换效率，是因为InnoSwitch5-Pro内部集成750V或900V PowiGaN初级开关、ZVS开关，再加上PI独有的变频开关技术。与传统PWM不同，变频开关可以实现更快的响应速度，提升动态性能，可以使用较小的输出电容，从而节省成本并降低电源尺寸。
二是多功能性，该系列IC具有I2C可编程接口，适用于任何微控制器（MCU），通过MCU可支持USB-PD 3.1、UFCS，以及其他专有协议。
此外，这款新IC还具有初级侧控制器、FluxLink隔离反馈功能，以及全面的保护与遥测报告功能。
与其他开关IC的不同点
阎金光特别提到，InnoSwitch5-Pro最大的不同点在于通过SR控制来实现了零电压开关，元件数量远小于非对称半桥（AHB）电路，或有源钳位方案。那么，这是如何实现的呢？
阎金光解释了大致的原理，其本质是利用次级侧的同步整流功率管来泄放能量。第一步是在下一次功率管开通前，次级侧的整流管SR FET先开启，能量从次级侧传输到变压器；第二步是关闭整流管，因为初级侧电感的续流，可以将功率管的DS之间的电荷泄放，从而使Vds为零；第三步则是正常开启功率管，从而实现了零电压开启的目的。
在阎金光看来，该控制方式非常智能，无需传统ACF电路，可以实现最高的效率，降低成本的同事，还能降低设计的的复杂度。
此外，InnoSwitch5-Pro反激式开关IC的次级侧具有无损耗输入电压检测功能，可进行自适应的DCM/CCM和ZVS控制，从而在整个输入电压和负载范围内提高效率并简化设计。该IC还具有产品下线后输出公差的补偿功能，可实现优于2%的高精度输出恒流(CC)控制，以支持UFCS协议。整体系统效率极高，可超过95%，使设计人员能够省去热管理所需的散热片、导热片和灌封材料，从而进一步减小尺寸，降低元件成本和制造复杂性。
结语
一直以来，PI的产品集成度都比较高，他们总在强调虽然芯片的价格可能比竞争对手要高，但整体方案会更具性价比，因为他们会使用更少的元器件，这次的InnoSwtch 5-Pro也不例外，PI展示的一款140W/28V的USB PD适配器，仅使用了106个元件，体积只有4.2立方英寸（约68.8立方厘米）。
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