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综合分析开关电源技术的四大趋势

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-08-07 5:20:19 * 浏览: 42
近年来,非隔离式DC / DC技术发展迅速。目前,由于不同的负载,一组电子设备或电子系统将需要电源系统的多个电压电平。 I.非隔离式DC / DC技术发展迅速近年来,非隔离式DC / DC技术发展迅速。目前,由于不同的负载,一组电子设备或电子系统将需要电源系统的多个电压电平。例如,台式PC需要四个+ 12V,+ 5V,+ 3.3V和-12V的电压,以及+ 5V的待机电压。主板需要2.5V,1.8V,1.5V甚至1V。在一组AC / DC中不可能给出如此大的电压输出,并且大部分低压供电电流很大,因此开发了许多非隔离DC / DC,基本上可以分为两类。一种类型内部包含功率开关元件,称为DC / DC转换器。另一种类型不包括电源开关,需要一个称为DC / DC控制器的外部功率MOSFET。根据电路功能,有降压降压,升压BOOST,BUCK-BOOST或SEPIC可以提升和降低压力,INVERTOR可以将正压转换为负压。其中,品种最多,增长最快的是STEP-DOWN。根据输出电流的大小,分为单相,两相和多相。控制方法主要是PWM,一小部分是PFM。在非隔离式DC / DC转换技术中,TI的预检测栅极驱动技术使用数字技术来控制同步BUCK。该技术的DC / DC转换效率可高达97%,其中TPS40071是其代表产品。 BOOST升压模式还具有使用MOSFET而非二极管的同步BOOST产品。在低压场中,效率在很大程度上提高,并且正在努力进一步消除MOSFET的体二极管的导通和反向恢复。二,开关电源吹数字喇叭目前,在整个电子模拟电路系统中,电视,音响设备,照相处理,通讯,网络等都逐渐实现了数字化,而没有数字化的最后堡垒就是力量供应领域。近年来,数字电源的研究动力并未减弱,结果也在不断增加。在电源数字化方面处于领先地位的公司是TI和Microchip。 TI具有DSP优势和UNITRODE,这是一家专业的PWM IC制造商。该公司使用TMS320C28F10制作48V输出大功率电源模块进行通信。 PFC和PWM部件完全受数字控制。现在,TI开发了许多数字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。它们通常包括硬件和软件编程。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,以及同步整流的数字处理,驱动,检测和处理。目前,电力领域的竞争主要是性价比的竞争,数字电源还有很长的路要走,但电力领域的数字喇叭已经爆发。第三,主PWM控制IC持续优化有源钳位技术已超过十年。自2002年VICOR专利技术发布以来,各公司开发的新型有源钳位控制IC如雨后春笋般涌现。新兴,给用户一个完整的选择。控制早期有源钳位控制技术的TI不仅维护了原有的UCC3580系列,而且还新开发了具有卓越性能的UCC2891-94。它采用电流模式控制,结合了高侧钳位和低侧钳位。两种控制方案提供了新的控制技术。 OnSemi首先推出了采用低压(100V)有源钳位的NCP1560控制芯片,然后推出了用于高压应用的控制芯片NCP1280。它不仅解决了液晶电视等离子电视电源的要求,而且现在也指下一代无风扇电脑。电源。美国NS公司的5000系列专门用于LM5025有源钳位控制I.C.看不见的Semtech公司还提供有源钳位控制芯片。该模型是SC4910,它表明它背后有巨大的市场。商业。直到最近,TI的有源钳位控制ICUCC2897使有源钳位PWM控制变得更加完美。台湾飞兆半导体推出了最便宜的有源钳位控制IC,即SD7558和SD7559。在高功率领域,全桥相移ZVS软开关技术有助于提高开关电源的效率。从TI的UC3875到UCC3895,从Linear的LTC1922到LTC3722,增加了自适应检测技术,以实现全桥相移技术的高峰。然而,今天,当同步整流技术被广泛使用时,它无法实现最佳的ZVS同步整流。由于全桥移相电路基本上是不对称的,因此无法实现完整的ZVS同步整流。由于其一半的开启和关闭过程是硬切换的,因此效率低于对称电路拓扑的ZVS模式。同步整流。最新的科技成果应该是INTERSIL的PWM对称全桥ZVS控制IC-ISL6752。它可以将初级侧的四个MOS开关控制到ZVS工作状态,并且可以准确地给出用于控制次级侧的同步整流的驱动信号到ZVS工作状态。该IC采用400W DC / DC和先进的功率MOSFET,转换效率可达95%。对于低功率开关电源,它仍然是反激式转换器的PWM控制IC,但它必须能够很好地解决二次​​侧同步整流控制方法。 OnSemi的NCP1207和NCP1377是高压AC / DC领域的领导者。如果您可以匹配TI反激式转换器的同步整流控制IC-UCC27226,您可以使它们成为几乎完美的高效电源。在低压DC / DC场中的反激式转换器控制IC中,Linear的LTC3806非常出色。 LTC3806不仅可以控制PWM,还可以提供精确的二次侧同步整流驱动信号。它是低压和低功耗电源控制IC的杰作。总之,开关电源设计可以选择最佳控制模式和最佳电路拓扑。高功率应采用全桥ZVS加二次侧ZVS同步整流,典型控制IC为ISL6752,中功率至低功耗应采用有源钳位正激转换ZVS软开关采用二次侧预检测栅极驱动技术同步整流,同时低功率应该是具有同步整流的反激式转换。当然,这里没有绝对的限制,但在不同的条件下应该有相应的最佳选择。四,同步整流技术实现高效率自20世纪90年代后期同步整流技术诞生以来,开关电源技术得到了很大发展,采用IC控制技术的同步整流方案得到了研发工程师的广泛认可,现在,同步整流技术正在努力实现ZVS和ZCS模式的同步整流。自2002年美国Galaxy公司推出ZVS同步整流技术以来,它已被广泛使用。这种类型的同步整流系统巧妙地将二次侧驱动同步整流的脉冲信号调整为在初级侧的PWM脉冲信号的上升沿之前,并且下降沿滞后实现同步整流的ZVS模式操作。 MOS。新推出的双输出PWM控制IC几乎在次级侧增加了一个控制端,实现了控制逻辑中的ZVS同步整流。例如:Linear Corporation的LTC3722,LTC3723,INTERSIL的ISL6752等。这些IC不仅试图解决初级侧功率MOSFET的软开关问题,而且还专注于解决次级侧ZVS模式的同步整流,转换效率可达94%以上。在非对称开关电源电路拓扑中,特别是对于具有良好性能的正向变换器电路或正向有源钳位电路,在次级侧的同步整流中,为了实现同步我们对ZVS模式进行整流,取消了MOSFET体二极管。由传导损耗和反向恢复时间引起的损耗,TI的专利技术“预检测栅极驱动技术”为控制芯片增加了大量的数字控制技术,并诞生了正向同步电路的控制芯片UCC27228是积极的。电路的效率达到了前所未有的效率水平。结合初级侧的有源钳位技术,这种最新的电路模式不仅可以在软开关ZVS模式的初级侧工作,还可以解决内核复位和能量反馈,从而降低功率MOSFET的电压应力。它还实现了二次侧最佳状态下ZVS的同步整流。采用这两种技术的中小功率DC / DC转换器的效率超过94%,功率密度超过200W / in。五,专家意见:迫切需要能源短缺。引入节能政策。目前,中国制造的开关电源占全球市场的80%,但高端市场几乎没有份额。中国目前的能源短缺,与电力行业是能源消耗密切相关的另一个行业,因此政府和学术界应在几个方面为电力供应的发展方向提供指导。首先,彩电电源的空载功耗。在这个城市,许多家庭在夜间看电视,并使用遥控器关闭电源,这样电力消耗是徒劳的。此时,彩电的空载损耗大于3.5W,欧标小于1W,日本标准小于0.6W。其次,国内家电制造商对电源效率要求较低,而且只要求价格。例如,当DVD制造商使用外部电源适配器时,他们更喜欢转换效率低于80%且空载损耗为1.5W的适配器,但他们不愿意选择转换效率超过90%。空载损耗为0.6W。 59元一个适配器。