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摘 要： 在大功率領域,全橋移相ZVS軟開關技術在解決開關電源的效率上功不可沒。從TI公司的UC3875到UCC3895,再從Linear公司的LTC1922到LTC3722增加了自適應檢測技術,使全橋移相技術達到了頂峰。然而,在同步整流技術普遍應用的今天,它卻無法實現最佳的ZVS同步整流。本
在大功率領域,全橋移相ZVS軟開關技術在解決開關電源的效率上功不可沒。從TI公司的UC3875到UCC3895,再從Linear公司的LTC1922到LTC3722增加了自適應檢測技術,使全橋移相技術達到了頂峰。然而,在同步整流技術普遍應用的今天,它卻無法實現最佳的ZVS同步整流。本文是一篇電力工程師論文。
摘要：在非對稱的開關電源電路拓撲中,特別是對于性能良好的正激電路或正激有源箝位電路,在二次側的同步整流中,為了實現ZVS方式的同步整流,消除MOSFET體二極管的導通損耗和反向恢復時間帶來的損耗,TI公司的專利技術"預檢測柵驅動技術"在控制芯片中增加了大量的數字控制技術,正激電路同步整流的控制芯片UCC27228的誕生使正激電路的效率達到了前所未有的高效率。
關鍵詞：LED開關,電源技術,電力工程師論文
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、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。
因為全橋移相電路在本質上是屬于非對稱的,它無法實現完全的ZVS同步整流,由于其開啟和關斷過程總有一半是硬開關,因而效率比不上對稱電路拓撲的ZVS方式的同步整流。最新的科技成果應該是INTERSIL公司推出的PWM對稱全橋的ZVS控制IC-ISL6752。它既能控制初級側的四個MOS開關為ZVS工作狀態,又能準確地給出控制二次側的同步整流為ZVS工作狀態的驅動信號。采用這顆IC制作的400W的DC/DC再加上先進的功率MOSFET,轉換效率可達到95%。
電力論文：《吉林電力》1973年創刊，開始刊登有關電力生產的指導性、政策性文章，擴大刊物的影響，以便更好地為吉林電力服務。堅持為社會主義服務的方向，堅持以馬克思列寧主義、毛澤東思想和鄧小平理論為指導，貫徹“百花齊放、百家爭鳴”和“古為今用、洋為中用”的方針，堅持實事求是、理論與實際相結合的嚴謹學風，傳播先進的科學文化知識，弘揚民族優秀科學文化，促進國際科學文化交流，探索防災科技教育、教學及管理諸方面的規律，活躍教學與科研的學術風氣，為教學與科研服務。
對于小功率的LED驅動電源,則仍舊是反激變換器的PWM控制IC,但是它必須要能很好地解決二次側的同步整流的控制方式。OnSemi公司的NCP1207和NCP1377是高壓AC/DC領域的佼佼者。若能再配上TI公司的反激變換器的同步整流控制IC-UCC27226,則能使它們成為幾乎完美無瑕的高效率電源。低壓DC/DC領域中的反激變換器控制IC中,Linear公司的LTC3806則是上乘之作。LTC3806不僅能控制好PWM,還給出準確的二次側同步整流驅動信號,是低壓小功率電源控制IC的杰作。
三、同步整流技術實現高效
從2002年美國銀河公司發表了ZVS同步整流技術之后,現在已經得到了廣泛應用。這種方式的同步整流系巧妙地將二次側驅動同步整流的脈沖信號調為比一次側的PWM脈沖信號的上升沿超前,下降沿滯后的方法實現了同步整流MOS的ZVS方式工作。最新問世的雙輸出式PWM控制IC幾乎都在控制邏輯內增加了對二次側實現ZVS同步整流的控制端子。例如:Linear公司的LTC3722、LTC3723,INTERSIL公司的ISL6752等。這些IC不僅努力解決好初級側功率MOSFET的軟開關,而且著力解決好二次側的ZVS方式的同步整流,轉換效率可達94%以上。
