开关电源未来的四大发展趋势

​一、非阻隔DC/DC技术迅速发展

近年来，非阻隔DC/DC技术发展迅速。现在一套电子设备或电子体系因为负载不同，会要求电源体系供给多个电压挡级。如台式PC机就要求有+12V、+5V、+3.3V、-12V四种电压以及待机的+5V电压，主机板上则需求2.5V、1.8V、1.5V乃至1V等。一套AC/DC中不可能给出这样多的电压输出，而大多数低压供电电流都很大，因此开发了许多非阻隔的DC/DC，它们基本上能够分红两大类。一类在内部含有功率开关元件，称DC/DC改换器。另一类不含功率开关，需求外接功率MOSFET，称DC/DC操控器。依照电路功用划分，有降压的STEP-DOWN、升压的BOOST，还有能升降压的BUCK-BOOST或SEPIC等，以及正压转成负压的INVERTOR等。其间种类最多，发展最快的仍是降压的STEP-DOWN。依据输出电流的巨细，分为单相、两相及多相。操控办法上以PWM为主，少部分为PFM。

在非阻隔的DC/DC改换技术中，TI公司的预检测栅驱动技术选用数字技术操控同步BUCK，选用这种技术的DC/DC改换功率最高能够到达97%，其间TPS40071等是其代表产品。BOOST升压办法也呈现了选用MOSFET替代二极管的同步BOOST的产品。在低压范畴，添加功率的起伏很大，而且正在设法进一步消除MOSFET的体二极管的导通及反向恢复问题。

二、开关电源吹响数字化号角

现在在整个的电子模拟电路体系中，电视、音响设备、照片处理、通讯、网络等都逐步完成了数字化，而最终一个没有数字化的堡垒就是电源范畴了。近年来，数字电源的研讨气势不减，效果也越来越多。在电源数字化方面走在前面的公司有TI和Microchip。TI公司既有DSP方面的优势，又吞并了PWMIC专业制作商UNITRODE公司，该公司现已用TMS320C28F10制成了通讯用的48V输出大功率电源模块，其间PFC和PWM部分彻底为数字式操控。现在，TI公司现已研制出了多款数字式PWM操控芯片。现在首要是UCD7000系列、UCD8000系列和UCD9000系列，它们将成为下一代数字电源的探路者。它们总体上既包含硬件部分，还要做软件编程。硬件部分包含PWM的逻辑部分、时钟、放大器环路的模数改换、数模改换以及数字处理、驱动，同步整流的检测和处理等。

现在在电源范畴里的竞争首要仍是功能价格的竞争，所以数字电源还有很长的路要走，然而电源范畴的数字化的号角现已吹响了。

三、初级PWM操控IC不断优化

有源箝位技术历经十余年经久不衰，自从2002年VICOR公司此项专利技术到期解禁之后，各家公司开发的新式有源箝位操控IC如雨后春笋般出现，给用户供给了充沛的挑选。

操控前期有源箝位操控技术的TI，不只保持了原有的UCC3580系列，又新开发了功能更优越的UCC2891-94，它选用电流型操控办法，归纳了高边箝位、低边箝位两种操控计划，给出了全新的操控技巧。OnSemi先推出了低压(100V)有源箝位的NCP1560操控芯片，随后又推出了高压运用的操控芯片NCP1280，它既处理了LCDTV等离子TV电源的要求，现在又直指下一代无电扇的PC机电源。

美国NS公司的5000系列中专门有一款LM5025的有源箝位操控IC，连名不见经传的Semtech公司也给出了有源箝位的操控芯片，类型是SC4910，可见其背面蕴藏着巨大的市场商机。直到最近TI公司又推出的有源箝位操控ICUCC2897，现已将有源箝位的PWM操控做到了白璧无瑕。而台商飞兆公司则给出了最廉价的有源箝位操控IC，即SD7558和SD7559。

在大功率范畴，全桥移相ZVS软开关技术在处理开关电源的功率上功不可没。从TI公司的UC3875到UCC3895，再从Linear公司的LTC1922到LTC3722添加了自适应检测技术，使全桥移相技术到达了高峰。然而，在同步整流技术遍及运用的今日，它却无法完成最佳的ZVS同步整流。因为全桥移相电路在本质上是归于非对称的，它无法完成彻底的ZVS同步整流，因为其敞开和关断进程总有一半是硬开关，因此功率比不上对称电路拓扑的ZVS办法的同步整流。最新的科技效果应该是INTERSIL公司推出的PWM对称全桥的ZVS操控IC-ISL6752。它既能操控初级侧的四个MOS开关为ZVS作业状况，又能精确地给出操控二次侧的同步整流为ZVS作业状况的驱动信号。选用这颗IC制作的400W的DC/DC再加上先进的功率MOSFET，改换功率可到达95%。

关于小功率的开关电源，则仍旧是反激改换器的PWM操控IC，可是它必须要能很好地处理二次侧的同步整流的操控办法。OnSemi公司的NCP1207和NCP1377是高压AC/DC范畴的佼佼者。若能再配上TI公司的反激改换器的同步整流操控IC-UCC27226，则能使它们成为简直完美无瑕的高功率电源。低压DC/DC范畴中的反激改换器操控IC中，Linear公司的LTC3806则是上乘之作。LTC3806不只能操控好PWM，还给出精确的二次侧同步整流驱动信号，是低压小功率电源操控IC的创作。

综上所述，开关电源设计时能够挑选最佳操控办法和最佳电路拓扑。大功率应该是全桥ZVS加上二次侧ZVS同步整流，典型操控IC是ISL6752；中等功率到小功率应该是有源箝位正激改换ZVS软开关配上二次侧的预检测栅驱动技术的同步整流；而小功率应该是配好同步整流的反激改换。当然，这儿没有肯定的边界，仅仅不同的条件下应该有相应的最佳挑选。

四、同步整流技术完成高效

从上世纪90年代晚期同步整流技术诞生以来，开关电源技术得到了极大的发展，选用IC操控技术的同步整流计划现已为研制工程师遍及承受，现在的同步整流技术都在尽力完成ZVS、ZCS办法的同步整流。

从2002年美国银河公司宣布了ZVS同步整流技术之后，现在已经得到了广泛运用。这种办法的同步整流系奇妙地将二次侧驱动同步整流的脉冲信号调为比一次侧的PWM脉冲信号的上升沿超前，下降沿滞后的办法完成了同步整流MOS的ZVS办法作业。最新面世的双输出式PWM操控IC简直都在操控逻辑内添加了对二次侧完成ZVS同步整流的操控端子。例如：Linear公司的LTC3722、LTC3723，INTERSIL公司的ISL6752等。这些IC不只尽力处理好初级侧功率MOSFET的软开关，而且着力处理好二次侧的ZVS办法的同步整流，改换功率可达94%以上。

在非对称的开关电源电路拓扑中，特别是关于功能杰出的正激电路或正激有源箝位电路，在二次侧的同步整流中，为了完成ZVS办法的同步整流，消除MOSFET体二极管的导通损耗和反向恢复时间带来的损耗，TI公司的专利技术"预检测栅驱动技术"在操控芯片中添加了许多的数字操控技术，正激电路同步整流的操控芯片UCC27228的诞生使正激电路的功率到达了前所未有的高功率。

再配合好初级侧的有源箝位技术之后，使这种最新的电路模式既做到了初级侧的软开关ZVS办法作业，又处理了磁芯复位及能量回馈，减轻了功率MOSFET的电压应力，还做到了二次侧的ZVS最佳状况的同步整流，归纳运用这两项技术的中小功率的DC/DC改换器，其功率都在94%以上，功率密度也都能到达200W/in以上。

能源紧缺急需节能方针出台

现在我国制作的开关电源占了世界市场的80%，可是高端市场上简直没有咱们的比例。我国现在能源紧缺，而电源职业又是一个与能源耗费密切相关的职业，所以需求政府以及学会集体应该在几个方面给电源的发展方向作出辅导。

首先，彩电电源的空载功耗。在城市里许多家庭晚上看完电视后，选用遥控关断的办法关机，使电力白白耗费。这时彩电的空载损耗多在3.5W以上，欧洲标准是小于1W，日本标准是小于0.6W。

第二，国内各个家电厂商关于电源的功率要求不高，只要求价格。例如，DVD出产商在外配电源适配器时，宁可挑选改换功率不足80%，空载损耗1.5W的49元一台的适配器，却不情愿挑选改换功率90%以上，空载损耗<0.6W的59元一台的适配器。

现在，咱们国家的石油进口现已超过50%，仍旧是缺油大国，假如私家车再多一些，咱们到哪里去弄石油？是否该用法令及方针去鼓舞企业和工程师多开发和出产高功率的电源呢？

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