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开关电源趋势

关键词:电源 来源:网络 点击:

一、非隔离DC/DC技术迅速发展

近年来,非隔离DC/DC技术发展迅速。目前一套电子设备或电子系统由于负载不同,会要求电源系统提供多个电压挡级。如台式PC机就要求有+12V、+5V、+3.3V、-12V四种电压以及待机的+5V电压,主机板上则需要2.5V、1.8V、1.5V甚至1V等。一套AC/DC中不可能给出这样多的电压输出,而大多数低压今日焦点:

供电电流都很大,因此开发了很多非隔离的DC/DC,它们基本上可以分成两大类。一类在内部含有功率开关元件,称DC/DC转换器。另一类不含功率开关,需要外接功率MOSFET,称DC/DC控制器。按照电路功能划分,有降压的STEP-DOWN、升压的BOOST,还有能升降压的BUCK-BOOST或SEPIC等,以及正压转成负压的INVERTOR等。其中品种最多,发展最快的还是降压的STEP-DOWN。根据输出电流的大小,分为单相、两相及多相。控制方式上以PWM为主,少部分为PFM。
  
   在非隔离的DC/DC转换技术中,TI公司的预检测栅驱动技术采用数字技术控制同步BUCK,采用这种技术的DC/DC转换效率最高可以达到97%,其中TPS40071等是其代表产品。BOOST升压方式也出现了采用MOSFET代替二极管的同步BOOST的产品。在低压领域,增加效率的幅度很大,而且正在设法进一步消除MOSFET的体二极管的导通及反向恢复问题。
  
   二、开关电源吹响数字化号角
  
   目前在整个的电子模拟电路系统中,电视、音响设备、照片处理、


通讯、网络等都逐步实现了数字化,而最后一个没有数字化的堡垒就是电源领域了。近年来,数字电源的研究势头不减,成果也越来越多。在电源数字化方面走在前面的公司有TI和Microchip。TI公司既有DSP方面的优势,又兼并了PWM IC专业制造商UNITRODE公司,该公司已经用TMS320C28F10制成了通讯用的48V输出大功率电源模块,其中PFC和PWM部分完全为数字式控制。现在,TI公司已经研发出了多款数字式PWM控制芯片。目前主要是UCD7000系列、UCD8000系列和UCD9000系列,它们将成为下一代数字电源的探路者。
它们总体上既包括硬件部分,还要做软件编程。硬件部分包括PWM的逻辑部分、时钟、放大器环路的模数转换、数模转换以及数字处理、驱动,同步整流的检测和处理等。
  
   目前在电源领域里的竞争主要还是性能价格的竞争,所以数字电源还有很长的路要走,然而电源领域的数字化的号角已经吹响了。
  
   三、初级PWM控制IC不断优化
  
   有源箝位技术历经十余年经久不衰,自从2002年VICOR公司此项专利技术到期解禁之后,各家公司开发的新型有源箝位控制IC如雨后春笋般涌现,给用户提供了充分的选择。
  
   控制早期有源箝位控制技术的TI,不仅保持了原有的UCC3580系列,又新开发了性能更优越的UCC2891-94,它采用电流型控制方式,综合了高边箝位、低边箝位两种控制方案,给出了全新的控制技巧。OnSemi先推出了低压(100V)有源箝位的NCP1560控制芯片,随后又推出了高压应用的控制芯片NCP1280,它既解决了LCD TV等离子TV电源的要求,现在又直指下一代无风扇的PC机电源。美国NS公司的5000系列中专门有一款LM5025的有源箝位控制IC,连名不见经传的Semtech公司也给出了有源箝位的控制芯片,型号是SC4910,可见其背后蕴藏着巨大的市场商机。直到最近TI公司又推出的有源箝位控制IC UCC2897,已经将有源箝位的PWM控制做到了完美无缺。而台商飞兆公司则给出了最廉价的有源箝位控制IC,即SD7558和SD7559。

在大功率领域,全桥移相ZVS软开关技术在解决开关电源的效率上功不可没。从TI公司的UC3875到UCC3895,再从Linear公司的LTC1922到LTC3722增加了自适应检测技术,使全桥移相技术达到了顶峰。然而,在同步整流技术普遍应用的今天,它却无法实现最佳的ZVS同步整流。因为全桥移相电路在本质上是属于非对称的,它无法实现完全的ZVS同步整流,由于其开启和关断过程总有一半是硬开关,因而效率比不上对称电路拓扑的ZVS方式的同步整流。最新的科技成果应该是INTERSIL公司推出的PWM对称全桥的ZVS控制IC-ISL6752。它既能控制初级侧的四个MOS开关为ZVS工作状态,又能准确地给出控制二次侧的同步整流为ZVS工作状态的驱动信号。采用这颗IC制作的400W的DC/DC再加上先进的功率MOSFET,转换效率可达到95%。


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编辑:admin 时间:2009-6


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