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開關電源技術四大發展方向

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年12月29日  

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,而電源行業又是一個與能源消耗密切相關的行業,所以需要政府以及學會團體應該在幾個方面給電源的發展方向作出指導。


一、非隔離DC/DC技術迅速發展


近年來,非隔離DC/DC技術發展迅速。目前一套電子設備或電子系統由于負載不同,會要求電源系統提供多個電壓擋級。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,而大多數低壓供電電流都很大,因此開發了很多非隔離的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,發展最快的還是降壓的STEP-DOWN。根據輸出電流的大小,分為單相、兩相及多相。控制方式上以PWM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等是其代表產品。BOOST升壓方式也出現了采用MOSFET代替二極管的同步BOOST的產品。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、開關電源吹響數字化號角


目前在整個的電子模擬電路系統中,電視、音響設備、照片處理、通訊、網絡等都逐步實現了數字化,而最后一個沒有數字化的堡壘就是電源領域了。近年來,數字電源的研究勢頭不減,成果也越來越多。在電源數字化方面走在前面的公司有TI和Microchip。TI公司既有DSP方面的優勢,又兼并了PWMIC專業制造商UNITRODE公司,該公司已經用TMS320C28F10制成了通訊用的48V輸出大功率電源模塊,其中PFC和PWM部分完全為數字式控制。現在,TI公司已經研發出了多款數字式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、放大器環路的模數轉換、數模轉換以及數字處理、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,所以數字電源還有很長的路要走,然而電源領域的數字化的號角已經吹響了。


三、初級PWM控制IC不斷優化


有源箝位技術歷經十余年經久不衰,自從2002年VICOR公司此項專利技術到期解禁之后,各家公司開發的新型有源箝位控制IC如雨后春筍般涌現,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,又新開發了性能更優越的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,現在又直指下一代無風扇的PC機電源。


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