MuxCapacitor：DC-DC和AC-DC转换器的高效解决方案

MuxCapacitor ® 是由 Helix Semiconductors 开发的专有电压转换技术。由于其高效率，MuxCapacitor 转换 IP 允许 Helix 构建高度集成的电源 IC，可用于需要 AC-DC 或 DC-DC 电源转换的各种应用。通过高压 SOI CMOS 工艺实施该技术，获得的器件可支持高达 400 V DC 的输入电压，适用于大多数需要将交流电转换为直流电的应用。Helix开发的AC-DC转换器适用于开发带变压器和不带变压器的电源解决方案，确保两种情况下平均端到端效率均超过95%。

MuxCapacitor 技术还被证明在管理无负载条件下的功耗方面特别有用。当负载吸收为零时，Helix的专有IP吸收小于5 mW，对输出电压值没有任何影响，保持在所需值。Helix Semiconductors 开发的另一个重要器件系列涉及 DC-DC 转换器，主要针对中间电压转换应用。

这些转换器的输入电压介于 +24 V DC 和 +60 V DC 之间，平均效率超过 94%，并且在没有负载的情况下吸收小于 5 mW。Helix AC-DC电压转换器的典型应用如下：USB-C兼容输出电压、智能插座、IoT和IIoT网关、远程传感器、烟雾和CO探测器。DC-DC 转换器应用包括电信刀片、数据中心、云服务器和机架、PoE 设备、无线接入点安全摄像头、VoIP 电话、工业控制器、HVAC、IoT 和 IIoT 网关。

MuxCapacitor 技术概述

在过去几年中，电子设备和应用的激增，导致对直流和交流电源管理解决方案的需求不断增长。

为了不断降低工业和消费应用所需的功率吸收，有必要设计提供非常高的效率、最小化损耗和功耗的解决方案和设备。此外，与现行法规相关的方面，例如纯粹的生态法规，在促进环境保护方面不应被忽视。

在此背景下，Helix Semiconductors 开发的 MuxCapacitor 技术（简称为 MuxCap™）代表了与传统解决方案的突破。MuxCap 在所有负载条件下都实现了非常高的效率，同时最大限度地减少了能源浪费。通过 MuxCap 电容转换技术获得的高效率还可以与另一种专有 Helix 技术相结合：CapIso™。CapIso 提供固态电容隔离，无需在 AC-DC 转换器和隔离式 DC-DC 转换器设计中使用笨重且昂贵的变压器。因此，MuxCap 和 CapIso 技术的使用使得获得简单、紧凑且高效的电源转换解决方案成为可能。

图 1 显示了使用基于 MuxCap 技术的解决方案可获得的功率效率（以百分比表示）。可以看出，蓝色曲线对应于非常高的效率值，并且随着负载的变化几乎保持不变（也是负载以百分比表示）。相反，红色曲线指的是一种基于传统磁性技术的常见解决方案。应该注意的是，仅当负载使用率超过 50% 时，第二种解决方案才能实现与 MuxCap 解决方案相当的效率值，而对于较低的负载值，效率要低得多。

图 1：MuxCap 解决方案与传统解决方案在效率方面的比较 

效率曲线突出了 MuxCap 供电的优势。不仅效率极高，而且在低运行负载下也没有效率损失。Helix MuxCap 芯片组包括多达三个阶段，其中每个 MuxCap 阶段消耗的静态工作电流小于 1μA。MuxCap 基于开关电容器电荷泵技术，效率超过 98%，适用于隔离和非隔离、AC-DC 和 DC-DC、降压或升压电源转换解决方案。

审核编辑：刘清