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薄膜開關(guān):當(dāng)今開關(guān)電源技術(shù)四大趨勢(shì)

 

  電源技術(shù)一直是電子電路研究的最重要技術(shù)領(lǐng)域之一,而開關(guān)電源技術(shù),又是電源技術(shù)中的主要技術(shù)。以下轉(zhuǎn)摘的這篇技術(shù)文章,能夠很好地說明開關(guān)電源技術(shù)在近年來的一些新進(jìn)展。 
 
  一、非隔離DC/DC技術(shù)迅速發(fā)展

  近年來,非隔離DC/DC技術(shù)發(fā)展迅速。目前一套電子設(shè)備或電子系統(tǒng)由于負(fù)載不同,會(huì)要求電源系統(tǒng)提供多個(gè)電壓擋級(jí)。如臺(tái)式PC機(jī)就要求有+12V、+5V、+3.3V、-12V四種電壓以及待機(jī)的+5V電壓,主機(jī)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(guān)元件,稱DC/DC轉(zhuǎn)換器。另一類不含功率開關(guān),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(zhuǎn)成負(fù)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。控制方式上以PWM為主,少部分為PFM。

  在非隔離的DC/DC轉(zhuǎn)換技術(shù)中,TI公司的預(yù)檢測(cè)柵驅(qū)動(dòng)技術(shù)采用數(shù)字技術(shù)控制同步BUCK,采用這種技術(shù)的DC/DC轉(zhuǎn)換效率*可以達(dá)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(lǐng)域,增加效率的幅度很大,而且正在設(shè)法進(jìn)一步消除MOSFET的體二極管的導(dǎo)通及反向恢復(fù)問題。

  二、開關(guān)電源吹響數(shù)字化號(hào)角

  目前在整個(gè)的電子模擬電路系統(tǒng)中,電視、音響設(shè)備、照片處理、通訊、網(wǎng)絡(luò)等都逐步實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化,而*一個(gè)沒有數(shù)字化的堡壘就是電源領(lǐng)域了。近年來,數(shù)字電源的研究勢(shì)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(shì),又兼并了PWM IC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。現(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(shí)鐘、放大器環(huán)路的模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換以及數(shù)字處理、驅(qū)動(dòng),同步整流的檢測(cè)和處理等。

  目前在電源領(lǐng)域里的競爭主要還是性能價(jià)格的競爭,所以數(shù)字電源還有很長的路要走,然而電源領(lǐng)域的數(shù)字化的號(hào)角已經(jīng)吹響了。

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