从INN3990CQ探索替代12V辅助电源电池的电源方案

传统 12V 辅助电源电池，在性能上存在低温性能差、充放电循环后容量衰减、寿命有限等不足，同时传统电池长期更换及维护成本高，体积和重量庞大并且难以智能化管理。为了克服已上痛点，市面上诞生了替代12V辅助电源电池的电源方案。本文将围绕PI的InnoSwitch 3-AQ INN3990CQ，探索其替代12V辅助电源电池的电源方案。

小身板大能量的INN3990CQ

InnoSwitch3-AQ INN3990CQ是该电源方案的核心器件，专为汽车应用设计。它集成了900V开关和FluxLink反馈技术，具备恒压/恒流准谐振反激式开关功能。这种集成设计减少了外部元件的使用，使得功率变换级仅需66个元件（不包括输入和输出端口），有效简化了电路结构 。同时，其能直接检测输出电压，并通过FluxLink向初级侧提供快速、准确的反馈，实现对输出电压的精准调整，确保了电源输出的稳定性。

核心技术分析

作为InnoSwitch3-AQ系列的产品，INN3990CQ同样采用了反激式变换器拓扑结构，这种技术可实现从高压输入获得绝缘的低压输出。反激式变压器T200的初级绕组连接高压直流输入和INN3990CQ内部的功率MOSFET开关的漏极端子，在初级侧和次级侧之间提供可靠的电气隔离，满足汽车电气系统对安全性和稳定性的严格要求。    

为了实现高精度的电压调整，该方案采用了多种技术手段。一方面，通过电阻R113和R114构成基本分压器反馈网络，为IC200的FB引脚提供参考电压，初步设置输出电压 。另一方面，引入高精度电压调整（PVR）电路，使用具有高精度参考电压（ATL431）的外部误差放大器来控制FB引脚。PVR电路通过向IC200的FB引脚注入直流偏置电流，补偿电压降，减小输出端的直流误差，使得输出电压调整率可控制在1%以内。

该电源设计严格遵循IEC - 60664第1部分和第4部分的爬电距离和电气间隙要求，在初级（高压输入）侧和次级（输出）侧之间采用加强绝缘，使用500V加强绝缘变压器，满足了汽车电气系统在高压环境下的绝缘安全需求，有效防止了电气故障和漏电风险。

电路设计亮点

输入滤波电路：旁路电容C205至C207用于滤除输入噪声，同时减小初级侧电流环路。在选择这些电容时，充分考虑了电压额定值和爬电距离、电气间隙要求，确保其在汽车复杂的电气环境中能稳定工作，有效降低输入噪声对电源系统的影响。    

高压侧电路：除了反激式变换器和相关保护电路外，IC200具有自启动功能，利用内部高压电流源对BPP电容（C210）进行充电。正常工作期间，变压器T200的辅助绕组为IC200的初级侧供电，这种设计减少了内部高压电流源的功耗，提高了整体效率，降低了IC200的发热 。

低压侧电路：INN3990CQ的次级侧承担着输出电压检测、输出电流检测以及为同步整流MOSFET（SR FET）提供栅极驱动的重要功能。SR FET Q100和Q101对变压器次级绕组电压进行整流，配合输出电容滤波，确保输出稳定的直流电压。同时，通过一系列电阻、电容组成的网络，如RC型缓冲器、低通滤波器等，抑制高频振荡，降低电压尖峰，保证了低压侧电路的稳定运行 。

超92%的满载效率

根据报告显示，该电源在整个输入电压范围内满载效率≥92%，展现出了优秀的能量转换能力。无论是输入电压效率（描述输入电压变化对电源整体效率的影响），还是负载效率（体现输出负载条件变化对电源整体效率的作用），都表现出色。在不同环境温度（如85°C、 - 40°C、25°C）和输入电压条件下，效率曲线稳定，能满足汽车在各种工况下的高效运行需求 。    

测量结果显示，输出电压负载调整率和输入电压调整率均能达到1%，这意味着在负载变化或输入电压波动时，电源能够保持输出电压的高度稳定。无论是在不同的输入电压下改变负载，还是在固定负载下改变输入电压，输出电压的波动都被控制在极小的范围内，为汽车电子设备提供了稳定的供电环境 。

另外一大优势是该方案在负载动态响应测试中，该电源对突然的负载变化响应迅速。在85°C环境温度下，0%至90%和10%至90%瞬态负载输出电压纹波均在可接受范围内，且输出电压能够快速恢复稳定，这对于汽车在行驶过程中电气负载的频繁变化具有重要意义，确保了电气系统的稳定性和可靠性 。

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使用InnoSwitchTM3-AQ INN3990CQ的适用于汽 车400V系统的100W电源