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技術文章

薄膜開關:當今開關電源技術四大趨勢

 

  電源技術一直是電子電路研究的最重要技術領域之一,而開關電源技術,又是電源技術中的主要技術。以下轉摘的這篇技術文章,能夠很好地說明開關電源技術在近年來的一些新進展。 
 
  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*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*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PWM IC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。

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