傳統(tǒng) 12V 輔助電源電池，在性能上存在低溫性能差、充放電循環(huán)后容量衰減、壽命有限等不足，同時(shí)傳統(tǒng)電池長(zhǎng)期更換及維護(hù)成本高，體積和重量龐大并且難以智能化管理。為了克服已上痛點(diǎn)，市面上誕生了替代12V輔助電源電池的電源方案。本文將圍繞PI的InnoSwitch 3-AQ INN3990CQ，探索其替代12V輔助電源電池的電源方案。

小身板大能量的INN3990CQ

InnoSwitch3-AQ INN3990CQ是該電源方案的核心器件，專為汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)。它集成了900V開關(guān)和FluxLink反饋技術(shù)，具備恒壓/恒流準(zhǔn)諧振反激式開關(guān)功能。這種集成設(shè)計(jì)減少了外部元件的使用，使得功率變換級(jí)僅需66個(gè)元件（不包括輸入和輸出端口），有效簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu) 。同時(shí)，其能直接檢測(cè)輸出電壓，并通過(guò)FluxLink向初級(jí)側(cè)提供快速、準(zhǔn)確的反饋，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的精準(zhǔn)調(diào)整，確保了電源輸出的穩(wěn)定性。

核心技術(shù)分析

作為InnoSwitch3-AQ系列的產(chǎn)品，INN3990CQ同樣采用了反激式變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種技術(shù)可實(shí)現(xiàn)從高壓輸入獲得絕緣的低壓輸出。反激式變壓器T200的初級(jí)繞組連接高壓直流輸入和INN3990CQ內(nèi)部的功率MOSFET開關(guān)的漏極端子，在初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間提供可靠的電氣隔離，滿足汽車電氣系統(tǒng)對(duì)安全性和穩(wěn)定性的嚴(yán)格要求。    

為了實(shí)現(xiàn)高精度的電壓調(diào)整，該方案采用了多種技術(shù)手段。一方面，通過(guò)電阻R113和R114構(gòu)成基本分壓器反饋網(wǎng)絡(luò)，為IC200的FB引腳提供參考電壓，初步設(shè)置輸出電壓 。另一方面，引入高精度電壓調(diào)整（PVR）電路，使用具有高精度參考電壓（ATL431）的外部誤差放大器來(lái)控制FB引腳。PVR電路通過(guò)向IC200的FB引腳注入直流偏置電流，補(bǔ)償電壓降，減小輸出端的直流誤差，使得輸出電壓調(diào)整率可控制在1%以內(nèi)。

該電源設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循IEC - 60664第1部分和第4部分的爬電距離和電氣間隙要求，在初級(jí)（高壓輸入）側(cè)和次級(jí)（輸出）側(cè)之間采用加強(qiáng)絕緣，使用500V加強(qiáng)絕緣變壓器，滿足了汽車電氣系統(tǒng)在高壓環(huán)境下的絕緣安全需求，有效防止了電氣故障和漏電風(fēng)險(xiǎn)。

電路設(shè)計(jì)亮點(diǎn)

輸入濾波電路：旁路電容C205至C207用于濾除輸入噪聲，同時(shí)減小初級(jí)側(cè)電流環(huán)路。在選擇這些電容時(shí)，充分考慮了電壓額定值和爬電距離、電氣間隙要求，確保其在汽車復(fù)雜的電氣環(huán)境中能穩(wěn)定工作，有效降低輸入噪聲對(duì)電源系統(tǒng)的影響。    

高壓側(cè)電路：除了反激式變換器和相關(guān)保護(hù)電路外，IC200具有自啟動(dòng)功能，利用內(nèi)部高壓電流源對(duì)BPP電容（C210）進(jìn)行充電。正常工作期間，變壓器T200的輔助繞組為IC200的初級(jí)側(cè)供電，這種設(shè)計(jì)減少了內(nèi)部高壓電流源的功耗，提高了整體效率，降低了IC200的發(fā)熱 。

低壓側(cè)電路：INN3990CQ的次級(jí)側(cè)承擔(dān)著輸出電壓檢測(cè)、輸出電流檢測(cè)以及為同步整流MOSFET（SR FET）提供柵極驅(qū)動(dòng)的重要功能。SR FET Q100和Q101對(duì)變壓器次級(jí)繞組電壓進(jìn)行整流，配合輸出電容濾波，確保輸出穩(wěn)定的直流電壓。同時(shí)，通過(guò)一系列電阻、電容組成的網(wǎng)絡(luò)，如RC型緩沖器、低通濾波器等，抑制高頻振蕩，降低電壓尖峰，保證了低壓側(cè)電路的穩(wěn)定運(yùn)行 。

超92%的滿載效率

根據(jù)報(bào)告顯示，該電源在整個(gè)輸入電壓范圍內(nèi)滿載效率≥92%，展現(xiàn)出了優(yōu)秀的能量轉(zhuǎn)換能力。無(wú)論是輸入電壓效率（描述輸入電壓變化對(duì)電源整體效率的影響），還是負(fù)載效率（體現(xiàn)輸出負(fù)載條件變化對(duì)電源整體效率的作用），都表現(xiàn)出色。在不同環(huán)境溫度（如85°C、 - 40°C、25°C）和輸入電壓條件下，效率曲線穩(wěn)定，能滿足汽車在各種工況下的高效運(yùn)行需求 。    

測(cè)量結(jié)果顯示，輸出電壓負(fù)載調(diào)整率和輸入電壓調(diào)整率均能達(dá)到1%，這意味著在負(fù)載變化或輸入電壓波動(dòng)時(shí)，電源能夠保持輸出電壓的高度穩(wěn)定。無(wú)論是在不同的輸入電壓下改變負(fù)載，還是在固定負(fù)載下改變輸入電壓，輸出電壓的波動(dòng)都被控制在極小的范圍內(nèi)，為汽車電子設(shè)備提供了穩(wěn)定的供電環(huán)境 。

另外一大優(yōu)勢(shì)是該方案在負(fù)載動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試中，該電源對(duì)突然的負(fù)載變化響應(yīng)迅速。在85°C環(huán)境溫度下，0%至90%和10%至90%瞬態(tài)負(fù)載輸出電壓紋波均在可接受范圍內(nèi)，且輸出電壓能夠快速恢復(fù)穩(wěn)定，這對(duì)于汽車在行駛過(guò)程中電氣負(fù)載的頻繁變化具有重要意義，確保了電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性 。