鉅大LARGE | 點擊量:2173次 | 2019年12月29日
開關電源技術四大發(fā)展方向
目前中國制造的開關電源占了世界市場的80%,但是高端市場上幾乎沒有我們的份額。我國目前能源緊缺,而電源行業(yè)又是一個與能源消耗密切相關的行業(yè),所以需要政府以及學會團體應該在幾個方面給電源的發(fā)展方向作出指導。
一、非隔離DC/DC技術迅速發(fā)展
近年來,非隔離DC/DC技術發(fā)展迅速。目前一套電子設備或電子系統(tǒng)由于負載不同,會要求電源系統(tǒng)提供多個電壓擋級。如臺式PC機就要求有+12V、+5V、+3.3V、-12V四種電壓以及待機的+5V電壓,主機板上則需要2.5V、1.8V、1.5V甚至1V等。一套AC/DC中不可能給出這樣多的電壓輸出,而大多數(shù)低壓供電電流都很大,因此開發(fā)了很多非隔離的DC/DC,它們基本上可以分成兩大類。一類在內(nèi)部含有功率開關元件,稱DC/DC轉換器。另一類不含功率開關,需要外接功率MOSFET,稱DC/DC控制器。按照電路功能劃分,有降壓的STEP-DOWN、升壓的BOOST,還有能升降壓的BUCK-BOOST或SEPIC等,以及正壓轉成負壓的INVERTOR等。其中品種最多,發(fā)展最快的還是降壓的STEP-DOWN。根據(jù)輸出電流的大小,分為單相、兩相及多相??刂品绞缴弦訮WM為主,少部分為PFM。
在非隔離的DC/DC轉換技術中,TI公司的預檢測柵驅動技術采用數(shù)字技術控制同步BUCK,采用這種技術的DC/DC轉換效率最高可以達到97%,其中TPS40071等是其代表產(chǎn)品。BOOST升壓方式也出現(xiàn)了采用MOSFET代替二極管的同步BOOST的產(chǎn)品。在低壓領域,增加效率的幅度很大,而且正在設法進一步消除MOSFET的體二極管的導通及反向恢復問題。
二、開關電源吹響數(shù)字化號角
目前在整個的電子模擬電路系統(tǒng)中,電視、音響設備、照片處理、通訊、網(wǎng)絡等都逐步實現(xiàn)了數(shù)字化,而最后一個沒有數(shù)字化的堡壘就是電源領域了。近年來,數(shù)字電源的研究勢頭不減,成果也越來越多。在電源數(shù)字化方面走在前面的公司有TI和Microchip。TI公司既有DSP方面的優(yōu)勢,又兼并了PWMIC專業(yè)制造商UNITRODE公司,該公司已經(jīng)用TMS320C28F10制成了通訊用的48V輸出大功率電源模塊,其中PFC和PWM部分完全為數(shù)字式控制?,F(xiàn)在,TI公司已經(jīng)研發(fā)出了多款數(shù)字式PWM控制芯片。目前主要是UCD7000系列、UCD8000系列和UCD9000系列,它們將成為下一代數(shù)字電源的探路者。它們總體上既包括硬件部分,還要做軟件編程。硬件部分包括PWM的邏輯部分、時鐘、放大器環(huán)路的模數(shù)轉換、數(shù)模轉換以及數(shù)字處理、驅動,同步整流的檢測和處理等。
目前在電源領域里的競爭主要還是性能價格的競爭,所以數(shù)字電源還有很長的路要走,然而電源領域的數(shù)字化的號角已經(jīng)吹響了。
三、初級PWM控制IC不斷優(yōu)化
有源箝位技術歷經(jīng)十余年經(jīng)久不衰,自從2002年VICOR公司此項專利技術到期解禁之后,各家公司開發(fā)的新型有源箝位控制IC如雨后春筍般涌現(xiàn),給用戶提供了充分的選擇。
控制早期有源箝位控制技術的TI,不僅保持了原有的UCC3580系列,又新開發(fā)了性能更優(yōu)越的UCC2891-94,它采用電流型控制方式,綜合了高邊箝位、低邊箝位兩種控制方案,給出了全新的控制技巧。OnSemi先推出了低壓(100V)有源箝位的NCP1560控制芯片,隨后又推出了高壓應用的控制芯片NCP1280,它既解決了LCDTV等離子TV電源的要求,現(xiàn)在又直指下一代無風扇的PC機電源。
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