电源转换 - 21ic中国电子网

当前位置：首页 > 电源转换

Advanced Energy 全新推出的小型功率因数校正电源模块可提高多种不同高压应用的电源转换效率

北京，中国 - Media OutReach - 二零二一年三月二十五日 - Advanced Energy Industries, Inc. 一直致力于开发各种先进的高精度电源转换、测量和控制系统等解决方案，这方面的技术更一直领先全球。该公司宣布推出 Artesyn AIF06ZPFC系列的功率因数校正(PFC)砖电源模块，其特点是封装虽小，大小相当于一台智能型电话，但其效率和密度则极高。AIF06ZPFC电源模块适用于多种不同的高压设备，其中包括医疗设备、无人机和无人驾驶汽车，以及必须能够在极高和极低温度环境下操作的工业产品。 Advanced Energy 直流/直流电源产品技术市场营销总监 Andy Brown 表示：「Advanced Energy 一直致力于设计和生产高度稳定可靠的电源转换产品，在全球市场上居领导地位。我们会秉承这个传统，继续努力走在新技术的前沿，以便满足客户的需要，很多时候他们面对技术问题茫无头绪时，我们已洞悉问题所在，并为他们提供相关的解决方案以满足他们的需要。AIF06ZPFC系列电源模块的性能比旧款产品更优胜，而且能效较高，功能更齐备，其中包括数字控制和内部浪涌电流抑制等功能。由于AIF06ZPFC电源模块拥有上述种种优点，因此更为方便易用，更易融入系统设计之中。目前已有一些别具特色的新产品采用这款小巧的功率因数校正砖电源模块。」 AIF06ZPFC系列电源模块的储电量极大，足够客户的应用方案所需，但电源的封装大小无需加大。这系列电源模块可提供2400W的额定输出功率，其电源转换效率不但高达97.3%，而且还可提供400Vdc的额定非隔离输出电压。这系列电源模块可以作为独立的电源使用，适用于多种不同应用，其中包括牙科手术X光设备、绝缘测试系统、工艺流程控制和自动化系统、以及高压马达和高压泵。此外，这系列电源也适用于有线无人机等应用，例如，这类应用需要利用高压直流电源输出极低电流，以便支持长距离电力传送。 AIF06ZPFC电源模块配备监控、保护和可调等多种功能，确保有关应用符合未来一代的数字规格要求。内置的电源管理总线(PMBus®)接口可提供全套指令和控制功能，让系统可与其他厂商的软件和应用互联互通，互相进行数字通信，以便充分利用第4代工业革命提供的商机。此外，这款电源模块也集成了领先同业并已获发专利的浪涌电流抑制功能，为工程师大幅简化其应用设计，让他们无需按照业界的标准规定连接外部设备，也可提供这一功能。

时间：2021-03-25 关键词：电源模块电源转换电源
值得了解的Texas Instruments （TI）的LMG341xR050氮化镓（GaN）功率级

人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力，各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力，其实很多人并不会去了解电子产品的组成，比如氮化镓 (GaN) 功率级。专注于引入新品并提供海量库存的电子元器件分销商贸泽电子(Mouser Electronics) 即日起开始备货Texas Instruments (TI) 的LMG341xR050氮化镓 (GaN) 功率级。这款 600V、500 mΩ的器件具有集成栅极驱动器和强大的保护功能，可让设计人员在电源转换系统中实现更高的效率，适用于高密度工业和消费类电源、高压电池充电器、光伏逆变器和多电平转换器等应用。 AlGaN / GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)是开关功率晶体管的有希望的候选者，因为它们具有高的断态击穿强度以及导通状态下的优异沟道导电性。这些特征是GaN的特殊物理特性与其异质结构材料AlGaN的组合。贸泽电子备货的TI LMG341xR050 GaN功率级与硅MOSFET相比拥有多种优势，包括超低输入和输出容值、可降低EMI的低开关节点振铃，以及可将开关损耗降低多达80%的零反向恢复。此器件的集成式栅极驱动器支持100 V/ns开关，实现几乎为零的VDs振铃，其微调栅极偏置电压可通过补偿阈值变化确保可靠切换。此功率级集成了一系列独特的功能，比如图腾柱功率因数校正 (PFC) 结构等密集高效拓扑，让设计人员能够优化电源性能并提高可靠性。此外，由于GaN / AlGaN HEMT的电子传输特性，与具有相同额定电压的Si功率器件相比，特定的导通电阻几乎低两个数量级。因此，GaN器件同时实现高击穿电压和高电流水平，并具有小的半导体区域。这另外转化为高功率水平下的高开关频率。 LMG341xR050 GaN功率级拥有强大的保护功能，不需要外部保护元件，即可提供过热保护、瞬态电压抗扰性，并且所有电源轨都具有欠压锁定 (UVLO) 保护。此外，LMG341xR050还可提供响应时间低于100 ns的过流保护和高于150 V/ns的压摆率抗扰性。本文只能带领大家对氮化镓 (GaN) 功率级有了初步的了解，对大家入门会有一定的帮助，同时需要不断总结，这样才能提高专业技能，也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。

时间：2020-11-17 关键词： gan 光伏逆变器电源转换
关于适用于显示器电源的InnoMux™芯片组介绍

在生活中，你可能接触过各种各样的电子产品，那么你可能并不知道它的一些组成部分，比如它可能含有的InnoMux™芯片组，那么接下来让小编带领大家一起学习InnoMux™芯片组。效率达91%的创新型单级架构，对多路恒压及恒流输出可进行单独控制，进而可以省去后级稳压电路。 Power Integrations新推出的适合显示器电源的InnoMux™芯片组。该芯片组是InnoMux控制器IC与InnoSwitch™3-MX隔离式开关电源IC的创新结合，通过一个电源可同时为控制器和LED背光供电。致力于高能效电源转换的高压集成电路业界的领导者Power Integrations公司(纳斯达克股票代号：POWI)今日发布适用于显示器电源的InnoMux™芯片组。该芯片组采用独特的单级功率架构，可降低显示器应用的功耗水平，与常规的电源方案相比，可将恒压及恒流LED背光驱动电路的整体效率提高50%，使电源效率达到91%。此外，电视机和显示器设计者还可以将元件数减少50%以上，从而降低制造成本，同时可增强电源板的可靠性。该芯片组采用独特的单级功率架构，通过增加恒压及恒流驱动电路的整体效率，可降低显示器应用的功耗水平，使电源效率达到91%。这款全新芯片组包括一个InnoMux控制器IC和一个InnoSwitch™3-MX隔离型开关IC。InnoSwitch3-MX是Power IntegraTIons反激式开关IC产品系列的最新成员，它集成了初级FET、初级侧控制器、用于同步整流的次级侧控制器以及可省去光耦器的FluxLink™高速通信技术。InnoSwitch3-MX接受来自InnoMux IC的控制信息，它可以分别测量每个输出的负载要求，并指令InnoSwitch3-MX的开关操作向每个输出提供适当的功率，以维持电流或电压的调整精度。这样可消除常规的多路输出电源中常见的负载和交叉调整率挑战，因此无需使用后级稳压电路。整体的电源转换效率提高10%，可省去散热片并消除过热的发热点，同时可轻松满足即将实施的ENERGY STAR® 8.0显示器标准以及计划于2019年7月生效的最新CEC功耗标准。电视机和显示器设计者还可以将元件数减少50%以上，从而降低制造成本，同时可增强电源板的可靠性。 InnoMux技术的独特之处在于，可同时支持精确调整的恒流及恒压输出，可实现一到四个恒流通道的控制及多达两路恒压输出的控制。这一灵活性可满足电视机和显示器中常见的逻辑、音频和LED供电要求。该IC可为每个输出提供过载保护。InnoMux技术还支持LED恒流输出所需的复杂的调光应用，包括模拟调光和PWM调光，还可通过专用的模拟和PWM控制引脚实现交替式及混合式调光，实现调光幅度降至1.5%的水平。相信通过阅读上面的内容，大家对InnoMux™芯片组有了初步的了解，同时也希望大家在学习过程中，做好总结，这样才能不断提升自己的设计水平。

时间：2020-11-09 关键词：控制器 ic 电源转换
在直流电源和地线之间连接一个电容，它的作用是什么？

我们都知道在直流电源和地线之间连接一个电容，那么它的作用是什么呐? 1，在直流电源(Vcc)和地之间并接电容的电容可称为滤波电容.滤波电容滤除电源的杂波和交流成分，平滑脉动直流电压，储存电能.取值一般100-4700uF.取值与负载电流和对电源的纯净度有关，容量越大越好.有时在大电容傍边会并有一个容量较小的电容，叫高频去耦电容.也是滤波的一种型式用来滤除电源中的高频杂波以免电路产生自激，稳定电路工作状态.取值一般0.1-10uF.取值与滤除杂波的频率有关. 这样接的作用一般叫“退耦”，也叫“退交连”、“旁路”电容，常按排在电源供给、IC和功能模块电路附近。以无感的瓷片、独石电容为佳。作用是为高频信号提供通路，减小电源内阻，去除电源和地线在敷铜板上“走长线”的影响，防止公用电源的各部分电路之间的“有害交连”等等。常用10nF。 2，在开发板上，通常直流电源和地之间有很多0.1uF非电解电容和10uF的电解电容。这些电容，目的是使电源线和地线之间为低阻抗，电源接近理想电压源。你要说是滤波作用也可以，但需要弄清楚是滤什么波。不是滤电源的纹波，而是某芯片电流发生变化在电源线上造成的纹波，使其不影响其它芯片。使用0.1uF无极性电容和10uF电解电容并联，是因为电解电容的寄生电感比较大，消除高频纹波能力较差。而无极性电容寄生电感小，滤除高频纹波能力较好。。但若根据低频的要求选择容量，则无极性电容体积太大，成本也高，电解电容体积小，同样容量价格较便宜。故采用两种电容并联。你自己设计电路，也应该这样使用，而且各电容位置和走线很有讲究。只能说两句原则： 1)、各小容量的无极性电容两端到芯片的电源引脚和地引脚联接线尽可能短，越短越好。 2)、电源通常由其它电路板引入，电解电容通常每块电路板上只有一个两个。一个电解电容的话，放到电源进入该电路板之处。此时电解电容当然离各芯片较远，但因电解电容主要在较低频率起作用，所以稍远一点没有关系。如果该电路板上用两支电解电容，另一支放到耗电最多的芯片附近。这些和电路板元件布局、地线的走线安排(多层板通常有地层)都有关系

时间：2020-10-13 关键词：电容电源转换电源
在直流电源和地线之间连接一个电容，它的作用是什么?

我们都知道在直流电源和地线之间连接一个电容，那么它的作用是什么呐? 1，在直流电源(Vcc)和地之间并接电容的电容可称为滤波电容.滤波电容滤除电源的杂波和交流成分，平滑脉动直流电压，储存电能.取值一般100-4700uF.取值与负载电流和对电源的纯净度有关，容量越大越好.有时在大电容傍边会并有一个容量较小的电容，叫高频去耦电容.也是滤波的一种型式用来滤除电源中的高频杂波以免电路产生自激，稳定电路工作状态.取值一般0.1-10uF.取值与滤除杂波的频率有关. 这样接的作用一般叫“退耦”，也叫“退交连”、“旁路”电容，常按排在电源供给、IC和功能模块电路附近。以无感的瓷片、独石电容为佳。作用是为高频信号提供通路，减小电源内阻，去除电源和地线在敷铜板上“走长线”的影响，防止公用电源的各部分电路之间的“有害交连”等等。常用10nF。 2，在开发板上，通常直流电源和地之间有很多0.1uF非电解电容和10uF的电解电容。这些电容，目的是使电源线和地线之间为低阻抗，电源接近理想电压源。你要说是滤波作用也可以，但需要弄清楚是滤什么波。不是滤电源的纹波，而是某芯片电流发生变化在电源线上造成的纹波，使其不影响其它芯片。使用0.1uF无极性电容和10uF电解电容并联，是因为电解电容的寄生电感比较大，消除高频纹波能力较差。而无极性电容寄生电感小，滤除高频纹波能力较好。。但若根据低频的要求选择容量，则无极性电容体积太大，成本也高，电解电容体积小，同样容量价格较便宜。故采用两种电容并联。你自己设计电路，也应该这样使用，而且各电容位置和走线很有讲究。只能说两句原则： 1)、各小容量的无极性电容两端到芯片的电源引脚和地引脚联接线尽可能短，越短越好。 2)、电源通常由其它电路板引入，电解电容通常每块电路板上只有一个两个。一个电解电容的话，放到电源进入该电路板之处。此时电解电容当然离各芯片较远，但因电解电容主要在较低频率起作用，所以稍远一点没有关系。如果该电路板上用两支电解电容，另一支放到耗电最多的芯片附近。这些和电路板元件布局、地线的走线安排(多层板通常有地层)都有关系

时间：2020-10-13 关键词：电容电源转换电源
汽车环境需要可靠的电源转换

就任何类型的电源转换器件而言，汽车和重型设备车辆环境的要求都是非常苛刻的。宽工作电压范围加之大的瞬态和温度变化，使设计可靠的电子系统变得困难了。使设计时需要考虑的因素更加复杂的是电子系统内的电压轨数量在不断增多。例如，一个典型的导航系统可能有 6 个或更多电压轨，包括 8.5V、5V、3.3V、2.5V、1.8V 和 1.5V。同时，随着组件数量的增多，可用空间在不断缩小，从而由于空间限制和高温条件，使高效率转换变得至关重要。结果，用于汽车和卡车的良好开关 DC/DC 稳压器必须规定在宽输入电压范围内工作。就一个 12V 系统而言，60V 额定值提供了良好的裕度，这类系统通常箝位在 36V 至 40V 的范围。此外，卡车和重型设备中见到的双电池应用由于具有 24V 的标称电池电压，所以需要更高的工作电压。这类应用大部分箝位到 58V，因此 60V 额定值通常就足够了。汽车和卡车内置的过压箝位是需要的，以限制由发动机起动器的感性回扫电压引起的最大瞬态电压，如果不加以箝位，可能引起大得多的瞬态电压。有很多汽车和卡车系统，甚至在车辆的电动机未运转时也需要连续供电，例如遥控车门开启系统和报警系统。这类“始终保持接通”的系统很有必要采用具低静态电流的 DC/DC 转换器，以在处于休眠模式时最大限度地延长电池运行时间。在这类环境中，稳压器以正常的连续开关模式运行，直到输出电流降至低于约 30mA 至 50mA 的预定门限为止。低于这个门限值以后，开关稳压器必须进入突发模式 (Burst Mode?) 工作，以将静态电流降至几十微安，从而降低了从电池吸取的功率，以延长电池运行时间。面对 60V 输入 DC/DC 转换器供应短缺的局面，有些设计师开始求助于一种基于变压器的拓扑或外部高压侧驱动器，以在高达 60V 工作。其他一些设计师采用了中间总线转换器，从而需要一个额外的电源级。这两类替换解决方案都提高了设计的复杂性，而且在大多数情况下，还降低了总体效率。不过，凌力尔特公司推出了 LTC3890，这是一个不断扩大的 60V 输入降压型开关稳压器控制器系列的最新器件，该器件解决了上述汽车和卡车应用中很多关键的问题。图 1 显示了 LTC3890 在一个应用中的工作原理图，该应用将 9V 至 60V 输入转换为 3.5V/5A 和 8.5V/3A 输出。图 1：将 9V 至 60V 输入转换为 8.5V/3A 和 3.3V/5A 输出的 LTC3890 原理图 LTC3890/-1 是一款高压双输出同步降压型 DC/DC 控制器，一个输出工作时，仅吸取 50uA 电流，而两个输出都启动时，仅吸取 60uA 电流。两个输出都关断时，LTC3890/-1 仅吸取 14uA 电流。该器件 4V 至 60V 的输入电压范围用来防止受到高压瞬态的影响，并在重型设备车辆和卡车冷车发动以及涵盖多种输入电源和电池化学组成时，保持连续工作。每个输出都可以在输出电流高达 20A 时设定为 0.8V 至 24V，同时效率高达 98%，这使该器件非常适用于 12V 或 24V 汽车、卡车、重型设备以及工业控制应用。 LTC3890/-1 以范围为 50kHz 至 900kHz 的可选固定频率工作，而且可用锁相环 (PLL) 同步至 75kHz 至 850kHz 的外部时钟。在轻负载时，用户可以选择连续工作、脉冲跳跃和低纹波突发模式工作。LTC3890 的两相工作降低了输入滤波和电容要求。其电流模式架构提供了非常容易的环路补偿、快速瞬态响应和卓越的电压调节。输出电流检测可通过测量输出电感器 (DCR) 两端的电压降获得，以实现最高效率，或者通过使用可选检测电阻器进行输出电流检测。在过载情况下，电流折返限制 MOSFET 产生的热量。这些特点加上仅为 95ns 的最短接通时间，使该控制器非常适用于高降压比应用。该器件有两种版本，LTC3890 是全功能器件，功能包括时钟输出、时钟相位调制、两个单独的电源良好输出和可调电流限制。LTC3890-1 没有这些额外的功能，采用 28 引脚 SSOP 封装。LTC3890 采用 32 引线 5mm x 5mm QFN 封装。突发模式工作、脉冲跳跃或强制连续模式在低负载电流时，LTC3890/-1 可在启动时进入高效率突发模式工作、恒定频率脉冲跳跃或强制连续传导模式。当配置为突发模式工作且在轻负载情况时，该转换器将突发产生几个脉冲，以保持输出电容器上的充电电压。然后转换器关断，并进入休眠模式，在休眠模式时，转换器的大部分内部电路都关断了。这时由输出电容器提供负载电流，当输出电容器两端的电压降至设定值时，转换器恢复突发模式工作，从而提供更大的电流，以补充充电电压。关断大部分内部电路的做法极大地降低了静态电流，在“始终保持接通”的系统中，这有助于系统未运行时延长电池运行时间。图 2 显示了上述工作过程的概念性时序图。图 2：LTC3890 突发模式工作的电压时序图 Switch Node Voltage：开关节点电压 Output Voltage：输出电压 Burst triple：突发纹波突发模式输出纹波不受负载的影响，因此只有休眠时间间隔的长短会改变。在休眠模式，除了需要快速响应的关键电路，大部分内部电路都关断了，从而进一步降低了静态电流。当输出电压降至足够低时，休眠信号变低，该控制器接通顶端的外部 MOSFET，恢复正常的突发模式工作。另外，在轻负载电流时，还有一些用户要以强制连续或恒定频率脉冲跳跃模式工作的实例。这两种模式都非常容易配置，但是会有较大的静态电流和较小的峰至峰值输出纹波。此外，当该控制器启动为突发模式工作时，电感器电流不允许反向。反向电流比较器 IR 在电感器电流快将到达零之前关断底端的外部 MOSFET，从而防止该电流变为负的。因此，当配置为突发模式工作时，该控制器还以断续模式工作。此外，于强制连续工作或由外部时钟源提供时钟时，在轻负载或大瞬态情况下，电感器电流允许反向。连续工作的优势是输出电压纹波较小，但产生较大的静态电流。过流保护在高压电源中，快速准确的过流限流保护很有必要。因为输出短路时，电感器两端出现高压，所以或者使用与输出串联的检测电阻器、或者使用输出电感器两端的压降，以检测输出电流。无论采用哪种方法，输出电流都是连续监视的，而且提供最高级别的保护。一些可替换的设计也许使用顶端或底端 MOSFET 的 RDS(ON) 来检测输出电流。不过，这导致在开关周期内有一段时间控制器不知道输出电流是多少，有可能引起转换器故障。强大的栅极驱动开关损耗与输入电压的平方成正比，而且当栅极驱动器不够强大时，这类损耗在高输入电压应用中可能产生重大影响。LTC3890/-1 具有强大的 1.1? 内置 N 沟道 MOSFET 栅极驱动器，最大限度地减小了转换时间和开关损耗，从而最大限度地提高了效率。此外，该器件还能在更大电流的应用中驱动多个并联 MOSFET。效率图 3 中 LTC3890 的效率曲线是图 1 原理图具 12V 输入电压时的典型效率曲线。如图所示，8.5V 输出产生非常高 (可达 98%) 的效率。3.3V 时效率也超过了 90%。此外，这个设计由于采用突发模式工作，所以每个输出有 1mA 负载时，效率仍然超过 75%。图 3：12V 输入、8.5V 和 3.3V 输出时 LTC3890 的效率曲线 Efficiency vs Load Current：效率随负载电流的变化 OUTPUT CURRENT：输出电流快速瞬态响应 LTC3890 采用一个以 25MHz 带宽工作的快速放大器实现电压反馈。该放大器具大带宽以及高开关频率和低值电感器，因此允许非常高增益的交叉频率。这使补偿网络能为实现非常快的负载瞬态响应而优化。图 4 说明了 3.3V 输出、4A 阶跃负载的瞬态响应，与标称值的偏离不到 100mV。图 4：4A 阶跃负载时 LTC3890 的瞬态响应曲线 AC-COUPLED：AC 耦合 50us/DIV：每格 50us 结论 LTC3890 提供的各种功能使其非常适用于高输入电压的电源。就必须在要求苛刻的高压瞬态环境中安全、高效率地工作而言，该器件提供了新的性能水平。该器件的特色包括 60V 输入能力，这使其非常适用于汽车双电池、卡车和重型设备应用。其低静态电流在休眠模式时节省了电池电量，从而能延长电池运行时间，这在“始终保持接通”的总线系统中是非常有用的。此外，LTC3890 很容易应用于各种输出电压，包括高达 24V 的输出电压。另外，其最短接通时间很短，这使 LTC3890 能用在高降压比应用中。该器件无需笨拙的变压器，就能从 60V 直接降低输入电压，或者称为外部保护，这有利于构成具经济效益、紧凑和可靠的解决方案。

时间：2020-08-04 关键词：汽车环境电源转换
Vicor PI3741 DC-DC电源转换模块让旅行电动自行车行更远

美国电源厂商Vicor公司日前宣布其PI3741 DC-DC电源转换模块成功装配于泰科动力(Tritek Power)旅行电动自行车中，有效提升了电池供电量并减少电池包的热耗散，使旅行电动自行车行驶里程更长，更可靠。作为旅行电动自行车备用电池的领先供货商，位于中国深圳的泰科动力(Tritek Power)专业生产旅行电动自行车备用电池包，其产品具有小尺寸、高效率、高可靠性和电磁兼容性强等特性。据介绍，泰科动力的旅行电动自行车备用电池包重量仅2斤多一点，可提供近30公里的行驶里程。旅行电动自行车的电机以直流电驱动，虽然锂离子电池输出的是直流电，但随着电池电量和外界环境的变化，电池的输出电压并不十分稳定，所以需要一个DC-DC转换器来为电机提供稳定的电压。一款优秀的DC-DC转换器不仅要有稳定的输出，其转换效率还要足够高，这样才能保证电池电量得到充分利用。泰科动力的电池包总体效率可高达90%，比同类产品高出5%-10%，其中Vicor PI3741 DC-DC电源转换模块功不可没。优秀的DC-DC转换器不仅能提升电池电量的利用率，而且能减少电池包的热耗散，这样电池包对散热的要求就会降低，避免了散热片的使用，从而进一步降低电池包的尺寸和重量。泰科动力所采用的美国Vicor公司PI3741 DC-DC电源转换模块最突出的的特点就是高效率，其输入电压范围是30V-42V，输出电压为42V，非常适合旅行电动自行车备用电池包的输出转换。由于效率高、散热少，电池包的热管理设计变得更加简单。由于使用了更少的元器件，电池包的可靠性也得以提升。 Vicor公司专有的零电压开关(ZVS)技术让PI3741具有出色的高转换效率，ZVS技术让开关过程中的电压为零，降低了开关过程中的硅损耗。Vicor将ZVS拓扑集成到了芯片之中，实现了高转换效率下的高集成度，减少了外部元件数量，缩小了方案尺寸，提高了产品的可靠性。 Vicor提供给泰科动力的PI3741模块以LGIZ形式封装，更便于散热，尺寸仅为10毫米 x 14毫米 x 2.5毫米，转换效率可高达97%，比竞品高出两个百分点。此外，PI3741具备很低的EMI辐射，这些都为客户的终端产品满足欧美严苛的质量认证提供了有力保障。

时间：2020-05-21 关键词：电动自行车 dc-dc转换器电源转换
宽带隙器件如何在汽车双向电源转换中增加价值

（文章来源：UnitedSic）宽带隙（WBG）开关器件由于其高速度和高效率而得到应用，这种器件可减小功率转换器的尺寸、重量和损耗。对这些参数特别敏感电动汽车充电器和功率转换器等应用通常需要双向功率流以获得多余的机械或电能。本文将着眼于这些应用，分析一些典型解决方案，并讨论宽带隙器件如何能够增加系统的价值。大多数功率转换应用是将塬始电源转换为不同的稳定电压，通常还具有电隔离功能。其中一个典型的应用场景是笔记本电脑适配器，将交流电源转换为低压直流（DC）电源。另一个场景是便携式设备中电池放电时，将电压提升至恒定的较高值，这些都是单向转换。但随着新能源和电动车辆的日益普及，需要功率能够在两个方向上流动以获取多余能量。这种应用的一个例子是太阳能设备，当太阳能电池完全充电时，DC太阳能电池板功率可以“反馈”到交流电网中，而在晚上，交流电可以反过来通过双向转换器/逆变器向电池充电。另一种应用是电动车辆，其中双向DC-DC转换器将400V动力电池电压降至12V以用于辅助设备。当动力电池处在比较危险的低电量时，DC-DC转换器在紧急情况下能够将功率从12 V反转到400 V。在能量以这种方式在电池之间交换时，必须考虑充电机制，其中12V铅酸电池需要控制电流直到其达到完全充电状态，之后是涓流电流。相比之下，400 V锂离子电池则需要非常小心地控制恒定电压。因此，转换器控制算法必须适应能量流的方向。目前正在考虑的一个方案是，通过家庭充电站中的另一个双向转换器或逆变器将充电电池能量返回到电网，从而能够实现分布式电网储能。为了实现更高效率，能量收集必须有最小量的损失，因此功率转换器需要采用适当的技术以获得最佳效率，这意味着会增大复杂性。实现双向电源转换器可能初看起来比较复杂，因此一些设计只是简单地采用两个独立的“反并联”转换器，并具有感应能力以激励其中一个。这可能是一种“更容易”的设计，但会导致高两倍的元件数量和相应的成本。一种更优雅和更具成本效益的方法是将相同的功率组件配置为在两个方向上运行，这样做并不像看起来那幺困难。以一种400V动力电池和12V辅助电池的情况为例，目标是实现双向、具有电隔离的能量交换。从400 V到12 V，首选功率级拓扑结构是一个全桥电路，可以限制开关应力，并能够高效地使用隔离变压器。其输出是两相整流器，将其作为首选是因为它可实现最小应力和最少的元件数量。12 V电源如何反向转换为400 V可能并不明显，正常情况下，12 V输出二极管由同步整流器代替，开关Q1-4可以设置为OFF，只留下体二极管D1-4在电路中运行。从右到左观察，可以看到一个熟悉的电路，一个带有全桥输出整流器的电流馈电推挽式功率级。所有的功率器件或磁性元件都没有发生变化，它们只是以不同的方式控制来确定能量流的方向。Q1-4也可以作为同步整流器主动开关以提高效率，尽管在400V时，电流较低，这样做可能不是必需的。使用现有的专用芯片来控制功率级是实现双向功能的关键。控制IC通常位于低压侧，因为它可以方便地从12V电池获取启动电源，如果高压侧是相移全桥拓扑（PSFB）架构，控制器能够轻松地通过简单的变压器使栅极驱动信号越过隔离屏障。由于信号总是固定宽度，只是彼此之间具有相移以实现调制，变压器可以轻松应对可变脉冲宽度，导致不同峰值的正向和负向栅极电压。类似的方式可用AC-DC转换器完成，其中主动桥式整流器被配置为逆变器的支路，用于反向能量流动。当代一种技术是使用“图腾柱”整流器和功率因数校正（PFC）级，这非常适合配置为替代逆变器。宽带隙、碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）半导体器件现在是硅功率器件的主流替代品。作为开关产品，它们具有比硅器件更低的导通电阻，更快的边沿速率（edge rates），并且具有更高的工作温度。分立式SiC二极管没有反向恢复电荷，具备更高的额定电压。 SiC开关坚固耐用，具有高雪崩能量和出色的短路电流额定值，并且具有极快的体二极管。SiC MOSFET、JFET和共源共栅结构（级联型）目前市场都可以提供，其中共源共栅型是Si-MOSFET和JFET的“常关断”组合，具有接近理想的开关特性。虽然WBG器件可适合于多种电源转换应用，但它们特别适用于那些效率和尺寸为主要考虑因素的双向转换器。快速开关边沿使器件具有高工作频率和低开关损耗，这反过来允许采用更小的被动元件，特别是小的磁性元件。如果电路中的Q1-4配置为同步整流器，而不是将其设置为OFF并允许体二极管形成整流器，则开关可能是高压Si-MOSFET，与SiC相比，这些开关损耗也会更高。高压MOSFET还具有较差的体二极管反向恢复特性，这可能导致器件失效。因而可以使用SiC共源共栅，虽然它具有高额定电压，但具有与低压Si开关类似的等效体二极管，同样具有非常低的正向压降和快速恢复，因而也可实现低损耗运行。通常情况下，全桥Q1-4作为功率级会通过谐振模式中的“相移”控制进行操作。当前，对于几百瓦以上的应用，这是实现最佳效率的优选模式，并可在开关导通时实现零电压开关（ZVS），外部电感能够与变压器电容和开关输出电容COSS实现共振。SiC器件，特别是共源共栅，具有非常低的COSS值，因而只需相对较低的外部电感用于谐振，这有助于增大占空比范围和/或最大化开关频率。如上所述，SiC器件有助于实现双向功率转换，并可实现更低能量损耗等重要参数，这是太阳能和电动汽车等应用中电池系统收集能量的重要指标。UnitedSiC可提供各种SiC二极管、JFET和SiC FET共源共栅，并可提供大量、非常有用的应用资料支持。

时间：2020-04-26 关键词：宽带隙器件电源转换
TI LMG341xR050 GaN功率级在贸泽开售，支持高密度电源转换设计

2020年4月13日 – 专注于引入新品并提供海量库存的电子元器件分销商贸泽电子 (Mouser Electronics) 即日起开始备货Texas Instruments (TI) 的LMG341xR050氮化镓 (GaN) 功率级。这款 600V、500 mΩ的器件具有集成栅极驱动器和强大的保护功能，可让设计人员在电源转换系统中实现更高的效率，适用于高密度工业和消费类电源、高压电池充电器、光伏逆变器和多电平转换器等应用。贸泽电子备货的TI LMG341xR050 GaN功率级与硅MOSFET相比拥有多种优势，包括超低输入和输出容值、可降低EMI的低开关节点振铃，以及可将开关损耗降低多达80%的零反向恢复。此器件的集成式栅极驱动器支持100 V/ns开关，实现几乎为零的VDs振铃，其微调栅极偏置电压可通过补偿阈值变化确保可靠切换。此功率级集成了一系列独特的功能，比如图腾柱功率因数校正 (PFC) 结构等密集高效拓扑，让设计人员能够优化电源性能并提高可靠性。 LMG341xR050 GaN功率级拥有强大的保护功能，不需要外部保护元件，即可提供过热保护、瞬态电压抗扰性，并且所有电源轨都具有欠压锁定 (UVLO) 保护。此外，LMG341xR050还可提供响应时间低于100 ns的过流保护和高于150 V/ns的压摆率抗扰性。

时间：2020-04-13 关键词：功率级 gan 电源转换
相比传统节能灯，LED照明灯具具有光效更高，更环保的特性。LED驱动电源是把交流供电或者其它直流电源转换为LED灯具可用的恒压或恒流的特定电源，LED驱动电源是LED照明灯具的核心组件之一，其性能和可靠性直接决定了LED照明灯具的使用效果和寿命。为了能够更好地应用在LED照明灯具中，在LED驱动电源的研发或者生产阶段，需要采用合适的测试方案对LED驱动电源各项指标进行测试。

相比传统节能灯，LED照明灯具具有光效更高，更环保的特性。LED驱动电源是把交流供电或者其它直流电源转换为LED灯具可用的恒压或恒流的特定电源，LED驱动电源是LED照明灯具的核心组件之一，其性能和可靠性直接决定了LED照明灯具的使用效果和寿命。为了能够更好地应用在LED照明灯具中，在LED驱动电源的研发或者生产阶段，需要采用合适的测试方案对LED驱动电源各项指标进行测试。 LED驱动电源测试简介 LED驱动电源厂商为了进一步提高LED驱动电源的性能指标，并保证出厂产品的优良品质，通常都需要经过严格的测试过程，其中包含了输入测试、输出测试、保护测试、安全测试、环境测试和EMC测试等种类繁多的测试项目。这里简要介绍一下LED驱动电源以下几个关键的测试项： 1、能效高效率 LED是节能产品，驱动电源的效率要高。对于驱动电源安装在内部这类结构的灯具，电源效率显得更加重要。因为LED的发光效率随着LED温度的升高而下降，所以LED的散热非常重要。驱动电源的效率高，它的耗损功率小，在灯具内发热量就小，也就降低了灯具的温升。 2、功率因数功率因数是电网对负载的要求。随着对供电质量的要求不断提高，用电设备带来的电能质量和谐波问题越来越受到关注。《LED模块用交流电子控制装置节能认证技术规范》中对于LED控制装置能效限定值作了规定，线路功率因数最低为0.7。 3、输出纹波纹波是加在直流输出电压上的交流电压，也是LED电源测试中的一个重要测量参数。纹波电流越大，会影响 LED性能，甚至严重降低LED的使用寿命。 4、输入浪涌电流 LED驱动电源要有抑制浪涌电流的能力，以保护LED不被损坏。输入浪涌电流一般是在冷开机时，当交流电压处于峰值处(90°或者270°)时，浪涌电流最大。LED电源的重要器件，例如输入保险丝、整流器等其额定值一般要高于输入浪涌电流值。 5、输入电源异常测试对LED驱动电源进行输入电源异常模拟的主要目的是评估LED驱动电源是否可以符合电磁兼容性测试针对电压抗扰度测试部分的要求，这部分可以参考IEC 61000-4-11：电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验中规定。为了准确评估LED驱动电源性能指标，验证各个测试项目是否符合技术要求，需要选择合适的LED驱动电源测试方案。 LED驱动电源测试方案 LED驱动电源测试项目包括了LED驱动电源性能指标中的交流输入范围、电源能效、功率因数、纹波及噪声、启动及保持时间、上升时间、过载保护、过压保护、电磁兼容等一系列参数。LED驱动电源属于开关变换器，因此能效测试时需要能够准确测量失真波形的功率和功率因数;并且要求测量仪器具备足够的带宽，避免高频电流成分被滤除而导致测量误差。 LED驱动电源待机功耗不应大于1W，待机测试功耗需要测量mA级电流，需要具备小信号电流的高精度测量能力。测试电源需要能够提供稳定的供电电源，并可以模拟供电异常，例如频率或者电压变动，并具有完善的保护功能，以满足测试的要求。根据测试项目及要求可以搭建典型的LED测试方案，如图1所示，LED驱动电源测试方案包括了： ● 测试电源：交流变频电源PWR2000W ● 测量仪器：PA系列功率分析仪/功率计 ● LED负载模拟装置采用交流变频电源PWR2000W、PA系列功率分析仪/功率计以及负载模拟装置搭建LED驱动电源测试系统，可以满足针对LED驱动电源各项技术指标的测试需求。例如PA310单相功率计输入带宽可到300kHz，基本功率精度0.10%，最低电流档位5mA，完全可以满足LED驱动电源待机功耗、能效等参数的测试需要。 PWR2000W具有高稳定的输出，最高输出频率可到1000Hz，支持电源异常模拟，输出相位可设定，满足LED驱动电源对于测试电源功能和性能的要求，下表为PWR2000W的基本功能参数：

时间：2019-06-12 关键词： LED 驱动电源电源资讯电源转换
在分布式电源系统中采用集成DCDC转换器节省空间、缩短研发时间

传统的分布式电源架构采用多个隔离型DC-DC电源模块将48V总线电压转换到系统电源电压，如5V、3.3V和2.5V。然而该配置很难满足快速响应的低压处理器、DSP、ASIC以及DDR存储器的负载要求。这类器件对电源提出了更加严格的要求：非常快的瞬态响应、高效率、低电压以及紧凑的电路板尺寸。引言通过使用单个大功率、隔离型DC-DC模块将48V电压转换成一个中等电源，如12V或更低电压，可以获得较好的系统性能。将这一中等电压再转换到系统负载所要求的具体电压。这样的电压转换可以通过非隔离、负载点电源实现，如图1右侧框图所示。对于第二级电源转换，集成开关稳压器是非常理想的选择，因为输入电压(≤ 12V)和输出电流(< 10A)相对较低。图1.与电信单板上传统的分布电源架构(左边)相比，集成开关调节器(右边)具有更高效率和可靠性，能够加快设计进程、缩小电路板面积。采用集成开关调节器的优势电子行业的很多领域，包括电源电子行业，其共同目标是集成系统元件，以降低总体成本、提高可靠性，并且尽可能缩小PCB面积。在过去的二十年，电源管理IC制造商开展了大量工作，在芯片内部集成众多功能，以满足隔离、非隔离型DC-DC转换应用的需求。集成开关电源在一个封装中集成了MOSFET、栅极驱动器以及用于DC-DC开关转换的PWM控制器，这已不再是新的概念。当前所面临的问题是如何提高这些器件的输出电流能力以及增强此类器件的功能。它们非常适合现代通信单板中分布式电源所要求的紧凑、多通道负载点电源，能够对动态负载提供卓越的瞬态响应。为通信系统板设计、开发、测试电源会占用单板开发过程相当多的时间。除PCB布局所花费的时间外，电源开发中一个主要问题是解决布局相关的问题，这些问题包括：不合理的功率级布局、不恰当接地、将敏感的模拟走线布在电流和电压快速变化的电源线附近、没有为电压和电流检测提供开尔文连接、EMI超标、去耦电容的位置不正确等。当电源采用多个外围分立元件时，这些问题中极有可能产生布板错误。相反，集成开关调节器将功率级(MOSFET和栅极驱动器)和电流检测功能集成到了器件内部，从而消除了与PCB相关的诸多问题，进而避免了大部分布板问题。不仅如此，集成开关调节器的引脚配置在设计中也有意避开了元件布局和接地问题。集成开关调节器通常提供结构紧凑、经过优化与验证的PCB布局，有助于缩短开发周期，加快产品上市。由于现代电信系统环境需要高性能、小尺寸设计，PCB空间变得更加紧张。将功率级和PWM控制器集成到芯片内部能够有效节省空间;集成开关调节器能够工作在较高的工作频率，允许使用小尺寸的输入/输出电容、电感及其它滤波电容，与分立方案相比，进一步节省了电路板空间。较高的工作频率还能够设计较宽的控制环路带宽，支持快速负载瞬态响应。电源转换效率是衡量电源性能的重要指标，这也是用开关电源替代线性稳压器的主要原因。当然，开关转换器会引入较高的噪声和EMI。开关电源的功耗包括：传导损耗(与MOSFET导通电阻RDS(ON) 有关)和开关损耗(与MOSFET在通、断状态之间的转换速度有关)。工作频率较高时，开关损耗占主导地位，因为每秒钟发生多次的MOSFET开、关转换。转换时间取决于栅极驱动电路的阻抗，该电路控制MOSFET的开启、关闭。对于采用分立MOSFET和栅极驱动器的电源来说，由于具有MOSFET引脚电感和引线电感等寄生参数，因此高频时栅极驱动阻抗较大。集成开关调节器通过将栅极驱动器和MOSFET集成在单个封装内，降低了寄生元件，从而在高频时提供更快的转换时间和更好的效率。热管理是大型系统中电源设计的重要指标。在负载点架构中，电源转换所产生的热量分布在各个集成开关调节器内，而非集中在一个电源模块。集成开关调节器效率越高，所产生的热量越少。除此之外，集成开关调节器通常采用增强散热封装，将裸焊盘直接焊接在PCB上，并通过散热过孔(直径8mil至 12mil)将热量传导至地平面(地平面将热量扩散到整个单板，从而不需要使用庞大的散热器)。最后，热关断电路直接控制集成开关电源，能够在发生过热时提供有效保护，避免器件损坏，从而提高系统的可靠性。集成开关调节器提供多种封装以及较宽的输入电压(3V至12V)范围和输出电流(< 1A至10A)范围。低功率器件的封装有：SOT、MSOP以及TSSOP。大功率器件采用QFN、BGA等封装形式，能够耗散较大功率。结论集成开关调节器是现代电信系统中等电源总线的理想选择。与基于分立MOSFET、栅极驱动器和控制器的调节器相比，集成方案可以大大缩短产品上市时间、节省空间、提高效率、简化系统热管理，并具有更高的可靠性。

时间：2019-02-27 关键词：转换器电源技术解析 DC-DC 电源转换
电源转换：模拟与数字二选一,还是模拟与数字共存？

新兴的复合型或混合信号型电源转换控制器进入市场以来，正逐渐将“模拟与数字二选一”的思路转变为“数字和模拟择优并取”的实用主义模式。这些设备旨在利用模拟和数字两种解决方案的优势，同时缩小它们的劣势。通过将模拟和数字相结合，可以使数字解决方案的灵活性与模拟解决方案中的高效性能、瞬态响应和负载稳定度有效融合。我们终归是生活在一个模拟世界中。这使得数字解决方案处于不利地位，因为它需要对信息（反馈）进行数字化（通常通过模数转换器完成），随后必须在高速MCU（或DSP）中处理数字控制。数字控制环的带宽与A/D转换的速度以及MCU/DSP的计算速度直接相关。想要更多带宽？那么就需要速度更快的A/D和MCU，当然成本也更高！模拟解决方案的固有优势在于其在模拟域中收集和维护信息，因而无需高性能MCU或A/D转换器。尽管模拟电源解决方案可提供高效控制，但并不是很灵活。模拟电源设计工程师必须对应用中的性能权衡进行评估，然后针对整个工作空间以及负载配置文件优化模拟设计。尽管多年来该技术足以满足需求，但是市场和行业趋势、消费者预期以及政府规定很快将超出模拟设计技术的能力范围，使其无法满足更高效的需求。解决方案：电源设备必须具有更好的灵活性。除了一般用途，该灵活性还可用于：1.实现多点电源转换优化，而不是在整个电源转换工作范围内优化2.作为系统的一部分执行，这意味着其必须能进行配置，以优化系统随时间变化的效率，而不是仅优化电源转换效率3.将信息传递到系统，从而使能系统优化毫无疑问，数字电源转换解决方案的灵活性足以满足上述需求。不过，其设计并不轻松，需要在资源、工具和过程方面进行大量投入。数字控制技术与模拟控制技术不同，因此需要新资源，包括数字控制设计和软件工程。对许多公司而言，这种投入已证明是一个严重的阻碍。考虑到这些机遇与挑战，有理由探索在模拟域中保持电源控制的可能性。此外，这消除了对额外专业技能和资源的需求，同时避免了产品成本增加，因为省去了数字控制所需的昂贵的MCU和A/D转换器。我们看一下复合型模拟和数字解决方案，如Microchip最新发布的MCP19111。MCP19111将峰值电流模式模拟控制器的性能与小型8位单片机相结合（见图1——框图）。其电源调节完全在模拟域中进行，因此无需高性能的高速单片机。而集成的8位MCU提供了方便的接口用来监视和调节模拟控制器的性能，从而实现了以前无法实现的调节功能。集成的MCU仍保持小巧简单的设计，除了增加灵活性外，还可实现很高的集成度。如图1所示，MCP19111不仅集成了带有模拟控制器的MCU，还包括功率MOSFET驱动器和一个中压LDO。此器件的工作范围非常宽，可达4.5-32V，只需要极少的外部元件，并且在模拟控制中引入了前所未有的灵活度。电源转换行业持续向更具灵活性和可定制性的数字电源转换技术过渡，而模拟电源转换技术将继续提供具有成本效益的高性能电源转换解决方案。二者的结合，无论是称之为复合型电源转换、混合信号型电源转换还是简单的模拟加数字电源转换，都引入了一种独特的性能、灵活性和成本平衡，这在许多不同种类的应用中极具吸引力。图1 MCP19111 框图

时间：2019-01-10 关键词：模拟电源技术解析电源转换
电源转换和电源管理技术控制日益增长的全球能源需求

减少电气和电子设备及器件的用电“占用面积”是世界各地所有市场领域的重点。近几十年来，发达国家普通公民的生活用电技术的数量显著增加，能源使用量几乎相应增加。加之发展中国家对技术的需求迅速增加，很容易看到，由于相关的环境影响，产生电力的压力是巨大的。如果不加以控制，预估全球用电量将从1990年的约200太瓦时(TWh)增加到2030年的超过1600 TWh。电力生产活动是全球变暖的一个主要因素，对全球变暖的担忧，已导致世界各地立法，以支持、促进甚至需要更多的节能产品和设备，用于消费和工业领域。许多这些计划已经卓有成效并继续有效地实施，但随着能源使用急剧上升的趋势，还有重要工作要做。同样对于行业和消费者的另一个激励因素当然是上升的能源成本。节能设计不是新的，如便携式电池供电的产品已被设计为在充电之间持续使用尽可能长的时间，手机是个很好的例子。客户需要小体积、轻重量、更强大的功能和更长的电池使用寿命。制造商显然已经实现了这些目标，但这需要大大改变手机和电池设计的技术。像安森美半导体这样的公司已经通过先进的电源管理器件技术和最近的“智能”充电方案对取得这一成功做出了重大贡献。而前端技术本身许多方面的的演进是帮助部分抵消增加的总功率要求，例如LED与白炽灯照明和用于电视的类似技术相对，稳定不断增加的能源使用的真正机会，在于电路设计所采用的低功耗技术、工艺和器件，以提供高效的电源转换和越来越智能的电源管理。安森美半导体在2016年底收购了Fairchild，已成为按市场份额排名第二的电源半导体分立器件供应商。Fairchild的中高压产品专知和产品阵容，与安森美半导体在低功率的专长互为补充，公司现在拥有全系列电源转换和电源管理技术。这使得安森美半导体具备独一无二的优势，以支持多个领域的客户致力于达到他们的客户所需的能效水平和日趋严格的法规。如果我们要实现提高能效和相应的放缓对电力的需求，那么解决所有电压范围的挑战至关重要，包括从480 V三相电网和配电应用到高压工业设备，再到低至驱动小负载如日常生活中所见的通常是便携式、设备所用到的CPU、DSP和内存。

时间：2019-01-04 关键词：电源技术解析电源管理技术全球能源需求电源转换
利用多工作模式提高AC/DC转换器效率

当前在AC/DC应用中，电源转换效率和节能性能的提高变得越来越重要，满负载效率在AC/DC电源设计中一直是一项主要考虑因素。现在我们最关心的是，如何在轻负载和空负载时实现更好的节能性能，因为越来越多的电源适配器在待机模式下由电网进行供电。由于在全球此类适配器的数量增长迅速，因此大家正在开发新的节能标准。这些新标准概括了对电源的要求，以在不同的工作模式下进行更好的能源利用。为了符合这些新的节能要求，准谐振控制和谷值电压开关(Valley-Voltage Switching)等技术，以及包括跳脉冲(pulse-skipping)在内的多模式工作模式越来越受到行业的关注。其高效性证明了这些技术可以实现AC/DC转换器从空负载到满负载模式优化的效率提高和功耗降低。越来越多的绿色模式IC采用了这些技术以控制不同拓扑结构的转换器。降低待机功耗当前越来越多的AC/DC电源转换器具有取代真实物理电源开关的待机模式。也就是说，在它们的主要功能不工作的时候，电气设备仍存在功耗。最常见的待机功耗出现于诸如使用遥控的电视机和视频设备、无绳电话和无线路由器等具有外部低压电源的电子设备、复印机和打印机等办公设备，以及用于膝上型电脑的电池充电器等设备的应用。待机模式下单个转换器的实际功耗很小，通常是0.3到20W。然而，待机功耗每时每刻都在发生，且此类设备数量众多，因此全球范围内的待机功耗是以指数级快速上升的。若将所有功耗汇总起来，则这些很低的功耗数值将相当可观。据估计，在欧盟待机功耗已经占了家庭和办公用电量的10%，在美国大约占总用电量的4%。为了降低待机功耗并提高整体负载范围，国际上正在制订新的标准。其中，美国环保总署(EPA)的“能源之星”是国际认可度最高的标准之一。能源之星包含了广泛的不断完善的标准，以实现在空负载和轻负载条件下的节能，在标准工作模式下更高的效率，更少的总谐波失真(THD)以及一致的单位功率因数(PF)。表1就是正在制定的这些标准的其中一个例子，显示了单一电压外部AC/DC和AC/AC电源的能源之星标准。表1：外部AC/DC和AC/AC电源的能源之星标准。新型电源架构和控制技术的提议和制定应符合这些新标准，有源钳位和复位、转移模式和交错式多相PFC、跳脉冲、准谐振控制和谷值电压开关仅仅是其中的几个例子。其中，带准谐振控制或谷值电压开关和跳脉冲的反激式变换器是最出色的技术解决方案之一。反激式变换器由于其具有结构简单、成本低廉、器件数量少、易于控制、支持多种输出电压轨等优点，而被广泛应用于消费类电子应用。为了提高效率和节约能源，同样配置的反激式变换器可用软开关进行操作，比如准谐振控制。配置有软开关时，会降低功耗。由于准谐振控制，一次主开关具有低很多的启动电压。先前充到开关电容的能源将重新流回电源，从而极大提高效率。相对而言，硬开关的CCM和DCM模式都会有很高的启动损耗。为在整个负载范围内更好地降低功耗，反激式变换器可在不同模式下工作，比如频率返送模式(FFM)和绿色模式，具体的工作模式视不同的负载条件而定。在FFM模式下，开关频率随着负载的降低而降低—从而减少开关损耗。当负载很小时(磁滞模式，也称为绿色模式或猝发工作模式)，使用跳脉冲技术来启动反激式变换器。跳脉冲减少了开关损耗并在轻负载和空负载时实现了更佳的低功耗模式。对于具有前端PFC预调节器的应用而言，可以在负载很小时关闭PFC工作模式以节约更多的能源。反激式控制IC就是利用这些技术开发的。比如，TI最近推出的UCC28600准谐振绿色模式反激式控制器就是此类IC的一种。它在反激式变换器中的典型配置如图1所示。下文中我们将进一步讨论这些技术是如何提高AC/DC转换器的效率并优化节能的。图1：UCC28600的典型应用。准谐振控制和谷值电压开关准谐振控制描述的是一款工作在临界传导模式下具有零电压开关(ZVS)或谷值电压开关(VVS)的反激式变换器。造成ZVS/VVS的是LC谐振，主要来自反向变压器的初级绕组电感和初级主MOSFET开关(CDS)两端总的等效电容。MOSFET两端的电压在谐振开关过程中降低。反激式控制器检测到电压下降并在谷值点启动一次开关，如图2所示。图2：准谐振控制和谷值电压开关。谷值电压有两种不同的情况： (方程1) 其中，N为变压器匝数比。在该条件下，得到的次级电压足够高，能使初级电压VDS为零。因此，初级侧MOSFET可以在其两端为零电压时启动。 (方程2) 在这一条件下，得到的二次电压不足以使电压VDS为零，只是得到了电压谷值。图2显示了准谐振反激式变换器的典型VVS工作模式。若符合方程1的条件，则谷值电压将为零，从而获得ZVS。 ZVS/VVS可极大地节约能源并提高效率.回顾一下电容CDS中存储的能量和在频率fS时的开关功率，这是很容易理解的： (方程3) 方程3表明，在给定电容的条件下，可通过降低电容两端的电压或所使用的开关频率来降低开关功率PSW。具有硬开关的反激式变换器在CDS两端电压很高时启动开关，从而导致很高的开关功率。电容CDS中的存储的能量在下一次启动时消耗于MOSFET通道电阻，从而造成开关功率损耗。此类功耗在离线AC/DC应用中特别重要，此类应用中在线路电压85到265VAC之间进行整流时产生很高的直流连接电压。相反，同样的一个反激式变换器若处于准谐振控制和VVS模式下，则可在降低电压的情况下启动开关。电压通过LC谐振降低，因为存储在电容的能量放电，并重新回到了DC连接电容C BLK ，而不是消耗于MOSFET通道电阻。准谐振反激式变换器功能可以通过反激式准谐振控制器实现。准谐振控制器在不同比例负载到额定满负载条件下都可实现准谐振控制，并可进一步分为可变导通时间控制的标准准谐振模式，和固定导通时间控制(也称为频率返送模式)的准谐振模式。例如，准谐振控制可以设计应用于15%负载到额定满负载的范围，其中，50%到15%的额定负载时，控制器工作于FFM。频率随负载减少而降低，以进一步减少开关功耗。从50%负载到满负载，控制器工作在标准准谐振时随着负载的增加频率也会降低，以减少开关功率损耗。通常要有一个最大的开关频率(通常钳位在150kHz以下)以最小化EMI影响并满足EMI要求。　1．利用跳脉冲提高效率跳脉冲也称为绿色模式或猝发工作模式，可在超轻负载(待机模式或空负载)时最大程度地节能。在此类负载时，可用极少的开关事件实现电压调节，仅在输出电压在调节边界时才需要开关动作，额外的开关动作会造成能源浪费。例如，每一个开关周期中的缓冲电路都会产生能耗，在跳脉冲间隔期间可消除此类能耗。跳脉冲只有在输出电压下降到某一阈值以下时才进行必要的开关动作，此时初级侧控制器会施加一个脉冲到变压器，将输出电压提高到滞后窗口的上限，以保持对输出的调节。开关动作随后停止，使得输出电压衰减，达到滞后窗口的下限，此时开关动作立即恢复。通过这种方式消除了所有不必要的开关能耗。 2．轻负载时关断PFC以节能轻负载时PFC没有任何优势。从本质上来说，它所做的一切就是通过偏置和开关过程产生能耗。轻负载时关断PFC会节省所有这些功率，同时对功率因数造成的影响保持最小。一款正确配置的反激式准谐振控制器可能有一个专用引脚实现此类功能，根据该引脚的状态改变提示，在预确定的负载条件下自动关闭PFC。通过增加由一个二极管和一个电阻(如图1中的Ds和Rs)组成的辅助外部电路，此类状态引脚也可用作降低初级侧峰值电流的指示器。这一方面在轻负载时有助于通过降低峰值电流的谐波功率—从而降低功耗，另一方面，也可通过降低流过变压器中的峰值电流减少或消除流可闻噪声。总结及实例总之，更严格的节能标准要求创新的电源技术，电源需要在整个负载范围内都有很高的效率，并可极大节约能源。基于负载条件，操作不同模式下的使用准谐振控制和跳脉冲技术的反激式变换器可阐明它对AC/DC应用中的节能进行优化的有效性。新开发的IC(如TI推出的UCC28600)是符合新节能标准的最优解决方案之一。图3提供了效率的典型测试结果，而图4则显示了在连接于通用离线输入(带单一18Vdc输出)的65W反激式变换器中使用UCC28600的准谐振控制和跳脉冲技术的待机功率。图3：使用UCC28600的65W模块的效率测试结果。图4：使用UCC28600的65W模块的待机功率测试结果。

时间：2018-10-30 关键词：适配器负载电源技术解析 AC/DC 电源转换
安森美半导体将在electronica 2018展示在汽车、电源转换和物联网的创新

推动高能效创新的安森美半导体(ON Semiconductor，美国纳斯达克上市代号：ON) 将于electronica 展会的400平方米展台重点演示在汽车、高性能电源转换(HPPC)和物联网(IoT)等关键和快速发展市场的新方案。安森美半导体还将在electronica展期同周内于多个研讨会发表详细和前瞻性的技术论文，包括在汽车研讨会(Automotive Conference)的多个演讲，引领关于高度创新和高能效的半导体方案将如何促进汽车制造商实现自动驾驶目标的讨论。在汽车领域，安森美半导体的半导体和感知技术将解决在汽车功能电子化、自动驾驶和照明技术的大趋势。公司的演示将展示在这些领域促成创新的器件和系统方案，包括用于汽车功能电子化的碳化硅(SiC)器件、IGBT、MOSFET和电源模块，用于先进驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶的成像、雷达和光达(LiDAR)，以及用于前大灯、尾灯和内部照明的高能效电源管理和控制。高能效半导体方案是电源转换和电机控制(PCMC)成功设计的核心，支持世界朝向更清洁、更可靠和更高成本效益的产品和基础设施的发展。安森美半导体提供最广泛的低、中、高功率范围器件，包括宽禁带(WBG)材料，使工程师能够产生、转换、存储和提供电力。这些产品令设计人员能作出革命性的改变，使家庭、企业、工厂和交通系统变得环保又高效。针对能源基础设施，安森美半导体将展示高度可靠和高能效的器件，采用创新的封装概念，支持太阳能发电、储能和电动汽车充电等应用。此外，一系列MOSFET、IGBT、功率集成模块(PIM)和智能功率模块(IPM)及全集成的驱动器用于所有电机类型，将为大多数工厂自动化挑战提供方案。在云应用领域，安森美半导体最高能效、紧凑占位的电源转换系统方案将展示节省空间和能源，从而大大降低服务器机群运营商和其他终端用户的成本。新材料如SiC二极管将继续推动能源革命。在物联网(IoT)领域，电池使用寿命一直是设计人员最关心的问题之一，成为确定许多IoT方案的总拥有成本(TCO)的关键。安森美半导体将展出智能家居/楼宇、智能城市、工业自动化和医疗应用的节点到云平台的各种用例，包括超低功耗互联、感知和电源管理方案。安森美半导体领先行业的低功耗互联产品还可利用采集到的能量，使能数十亿的免电池和免维护的边缘节点。公司将在关于使能无线和无电池IoT的演讲中进一步阐述。由于隐私、延迟和带宽问题，在边缘添加智能越获重视。安森美半导体的高能效和功能丰富的音频数字信号处理(DSP)阵容，支持边缘设备的嵌入语音识别。公司还将展示一系列创新的图像传感器，结合尖端技术，非常适用于高要求的机器视觉、机器人和嵌入式视觉IoT应用。边缘人工智能(AI)用例以互补的音频和视觉传感器为特色，也将在展位上展出。

时间：2018-10-11 关键词：汽车物联网电源转换
安森美汽车、电源转换和物联网的创新方案将亮相electronica 2018

展台演示将展示高能效创新的半导体技术如何推动关键市场领域的大趋势安森美半导体(ON Semiconductor) 将于electronica 展会的400平方米展台重点演示在汽车、高性能电源转换(HPPC)和物联网(IoT)等关键和快速发展市场的新方案。安森美半导体还将在electronica展期同周内于多个研讨会发表详细和前瞻性的技术论文，包括在汽车研讨会(Automotive Conference)的多个演讲，引领关于高度创新和高能效的半导体方案将如何促进汽车制造商实现自动驾驶目标的讨论。在汽车领域，安森美半导体的半导体和感知技术将解决在汽车功能电子化、自动驾驶和照明技术的大趋势。公司的演示将展示在这些领域促成创新的器件和系统方案，包括用于汽车功能电子化的碳化硅(SiC)器件、IGBT、MOSFET和电源模块，用于先进驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶的成像、雷达和光达(LiDAR)，以及用于前大灯、尾灯和内部照明的高能效电源管理和控制。高能效半导体方案是电源转换和电机控制(PCMC)成功设计的核心，支持世界朝向更清洁、更可靠和更高成本效益的产品和基础设施的发展。安森美半导体提供最广泛的低、中、高功率范围器件，包括宽禁带(WBG)材料，使工程师能够产生、转换、存储和提供电力。这些产品令设计人员能作出革命性的改变，使家庭、企业、工厂和交通系统变得环保又高效。针对能源基础设施，安森美半导体将展示高度可靠和高能效的器件，采用创新的封装概念，支持太阳能发电、储能和电动汽车充电等应用。此外，一系列MOSFET、IGBT、功率集成模块(PIM)和智能功率模块(IPM)及全集成的驱动器用于所有电机类型，将为大多数工厂自动化挑战提供方案。在云应用领域，安森美半导体最高能效、紧凑占位的电源转换系统方案将展示节省空间和能源，从而大大降低服务器机群运营商和其他终端用户的成本。新材料如SiC二极管将继续推动能源革命。在物联网(IoT)领域，电池使用寿命一直是设计人员最关心的问题之一，成为确定许多IoT方案的总拥有成本(TCO)的关键。安森美半导体将展出智能家居/楼宇、智能城市、工业自动化和医疗应用的节点到云平台的各种用例，包括超低功耗互联、感知和电源管理方案。安森美半导体领先行业的低功耗互联产品还可利用采集到的能量，使能数十亿的免电池和免维护的边缘节点。公司将在关于使能无线和无电池IoT的演讲中进一步阐述。由于隐私、延迟和带宽问题，在边缘添加智能越获重视。安森美半导体的高能效和功能丰富的音频数字信号处理(DSP)阵容，支持边缘设备的嵌入语音识别。公司还将展示一系列创新的图像传感器，结合尖端技术，非常适用于高要求的机器视觉、机器人和嵌入式视觉IoT应用。边缘人工智能(AI)用例以互补的音频和视觉传感器为特色，也将在展位上展出。

时间：2018-10-08 关键词：汽车安森美电源转换
提高电源转换效率的交错式PFC控制技术及应用

多年以来，多种创新型功率因数校正(PFC)技术不断问世。采用升压拓扑结构的有源功率因数校正就是首批创新技术中的一种。由于不再需要大体积的无源PFC解决方案，所以有源功率因数校正技术提高了功率密度。另一个创新技术为转移模式PFC，该技术消除了PFC预调节器的升压二极管中的反向恢复电流，不但降低了转换器的开关损耗，而且还提高了系统效率。用来增加功率密度并提高系统效率的PFC下一个创新技术为交错式PFC预调节器。电源设计工程师设计交错式PFC转换器已有数年，但因缺少合适的控制器，所以对电源控制的设计必须非常谨慎。为使交错式PFC设计变得更轻松，德州仪器(TI)开发出两款交错式PFC控制器：一款为针对平均电流模式预调节器的控制器(UCC28070)，另一款为针对交错式转移模式PFC预调节器的控制器(UCC28060)。本文将讨论如何利用交错式PFC及其控制技术来增加功率密度、提高系统效率并降低系统成本。交错式PFC升压预调节器(图1)仅由两个PFC升压转换器组成，这两个升压转换器的工作相位相差180°，可降低由电感电流(IL1和IL2)引起的输入电流(IIN)。由于电感高频纹波电流为反相，所以二者相互抵销，从而降低由升压电感电流引起的输入纹波电流。电感纹波电流的消除允许电源设计工程师在减少由升压电感引起的输入纹波的同时并联升压PFC预调节器，这可以降低总的电感升压幅度和/或缩小EMI滤波器尺寸。此外，与单级拓扑结构相比，交错式PFC预调节器的高频输出电容的均方根(RMS)电流(ICOUT)不到前者的50%。高频升压电容的RMS电流的减少最多可以使升压电容数量下降25%。请不要将升压电容数量与设计时所需的电容数量相混淆，转换器所需的电容数量一般由保持时间决定。与单级预调节器相比，交错式PFC预调节器最多可以将设计所需的总电感能量降低50%。为详细说明这一点，可考虑单级PFC所需的电感能量(ES(L))以及交错式PFC所需的总电感能量(EI(L1+L2))的公式。对于相同的功率级，如果在这两种设计中使用相同的电感值，那么交错式设计所需的总电感能量只有单级设计的一半。事实上，交错式设计所减少的电感能量最多可以使磁体体积减少32%。通过比较单级PFC的传导损耗(PCS)与交错式PFC的总体传导损耗(PCI)可看出：与单级功率因数校正转换器相比，交错式PFC预调节器可最多可使传导损耗降低50%。传导损耗的降低将使交错式PFC预调节器在更高的电压下具有更高的效率(此时传导损耗为主要损耗)。过去，电源设计工程师被迫采用分立电路控制方案来控制交错式PFC预调节器。为帮助电源设计工程师实现交错式设计，TI推出了两款交错式PFC控制器，其中UCC28060控制器不仅能让两个转移模式PFC预调节器交错运行，还采用了恒定导通时间控制技术，不需要对电流进行检测。该技术消除了对升压FET源端的电流检测电阻的需求，只有在保护升压FET的峰值限流电路中才需要电流检测。峰值限流比较器被设计成在200mV时才被触发，该触发电压还不到转移模式PFC控制器通常所需电流感应信号的电压的1/6。由于具有电流检测功能，这种创新技术大大降低了传导损耗。图1为采用UCC28060控制IC的交错式PFC预调节器原理图。图1：采用UCC28060控制IC的交错式PFC预调节器原理图。虽然交错式PFC预调节器可以通过降低传导损耗提高效率，但当开关损耗(PS)为主要损耗时，它实际上会降低转换器的轻负载效率。下面方程式对双相交错式升压二极管和升压FET开关损耗进行了说明，其中，VDS与IDS分别为FET的漏源极开关电压和漏极电流，变量tr和tf为FET的漏源极上升和下降时间，Coss为FET的漏源极寄生电容，Qg为FET的栅极电荷，Vg为施加在FET栅极驱动上以将其导通的栅极驱动电压，变量fs表示转换器的转换频率，变量IRR表示升压二极管的反向恢复电流。从这个方程式可知，由COSS、Qg以及IRR引起的总体损耗是单级PFC预调节器的两倍。在轻负载条件下关闭其中一个交错相位，进入单相运行模式，可以提高轻负载条件下的效率。为提高轻负载效率，UCC28060具有可选的内置相位管理电路，启动这一功能就可以让系统的轻负载效率提高1~3%(图2)。图2：UCC28060通过相位管理实现的效率提高。用来控制交错式PFC的第二款控制IC是UCC28070。该控制IC能让两个平均电流模式PFC升压级交错运行。为确保预调节器具有最高效率，该IC能与电流感应变压器来检测电流。此外，为确保调节与电流共享功能正常，UCC28070可以与单电压回路和两个单独的电流回路协同工作。使用电流感应变压器的PFC升压预调节器通常要求检测升压二极管(D1)和升压开关(Q1)的电流。一般来说，电流感应电路由两个电流感应变压器(CT1和CT2)、两个整流器二极管(D)、两个复位电阻(RR)以及一个电流感应电阻(RS)组成(图4)。在交错式PFC预调节器结构中，可能每个相位的电流都要进行检测。为降低系统成本，TI开发了电流合成技术，无需感测升压二极管电流就能直接合成升压二极管电流，从而能在电路中节省一个电流感应变压器(CT2)、一个整流器二极管和一个复位电阻。图3：电流合成技术降低了电流感应变压器的数量。总之，通过减少电容数量和总的电感数量，交错式PFC预调节器可以提高功率密度。交错式电源转换器可以降低传导损耗，提高整体系统效率。过去由于没有PFC控制器，电源设计工程师必须谨慎地对待交错式PFC控制。为在设计过程中提供帮助并使交错式PFC控制变得更简单，TI推出了创新型交错式PFC控制器。UCC28060是专门针对转移模式交错式PFC而设计的，具有内置相位管理功能，以提高轻负载效率。UCC28070是专门针对交错式平均电流模式PFC而设计的，采用了创新型电流合成技术，它通过减少电流变压器电流检测所需组件的数量来降低系统成本。发布者：小宇

时间：2018-09-27 关键词：调节器电源技术解析 pfc 电源转换
2020年全球工业功率半导体市场规模真的达125亿美元吗？

半导体，指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。目前，中国半导体产业仍处于初级发展阶段，发展程度低于国际先进水平。在中国半导体产业的大规模引进、消化、吸收以及产业的重点建设，中国已成为全球半导体市场最大的市场。据数据显示，2017年中国半导体市场规模为16860亿元，同比增长11.4%。伴随着中国集成电路设计、制造、封装等产业在国家政策支持下持续增长，预计2018年中国半导体市场规模将达到18951亿元，增长率为12.4%。功率半导体应用广泛功率半导体是指在电子设备中用于电源转换或者电源管理的半导体。随着对节能减排的需求迫切，功率半导体的应用领域已从工业控制和4C领域，进入新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多市场。据数据显示，2017年全球功率半导体市场中，工业应用市场占比为34%，汽车应用市场占比为23%，消费电子应用占比为20%，无线通讯应用占比为23%。从2017年全球功率半导体市场来看，工业应用市场占比为34%。据数据显示，2016年全球工业功率半导体市场规模约为90亿美元，预计2018年市场规模将超100亿美元。到2020年，全球工业功率半导体市场规模达125亿美元。以上数据及分析均来源于中商产业研究院《2018-2023年中国半导体市场前景及投资机会研究报告》。

时间：2018-09-03 关键词：半导体电源管理行业资讯电源转换
负载点电源：大电源带来大挑战

集成是有好处的有很多原因，但每次集成度的增加通常都伴随着对更多电力的需求。负载点电源(POL)稳压器很好地在需要处并以适当的电平提供电力，但也面临着挑战。这些挑战包括高能效和合适的功率密度，当然，还有扩展到可编程性和灵活性、具有快速的瞬态响应、严格的容限和精度。所有这一切，必须结合在一个方案中，具有可靠的电流和电压保护及卓越的热管理。电源转换和调节需要达到新的能效水平，以便在不消耗热量预算的情况下提供更多的电力。同时，制造商想要更高的集成度和更小的PCB占位，那么是否有可能满足所有这些要求呢? 高电流的POL应用确实存在着一系列的挑战，但是FAN6500XX产品系列已经被设计用来处理这些问题。FAN65004B/5A/8B系列能提供高达100 W的功率及达95%的高能效，提供出色的热性能，在小的6x6mm PQFN 35封装中温度仅升29°C。此外，FAN 65系列有一个节能模式，以实现轻载条件下的更高能效。 FAN6500xx是一个多芯片模块，包含产生一个中间总线所需的所有有源器件，用于POL应用，包括同步降压PWM控制器、驱动器和两个MOSFET(高边和低边)。这高集成度减少了对多个外部器件的需求，同时支持使用最优输出滤波电感和电容。优化的封装设计、强大的模拟专知、和卓越的品质因数的(FOM)MOSFET使FAN6500XX成为同类最佳的方案。开发所有器件在一个多芯片方案中的一个巨大优势是能在门极驱动器和MOSFET之间进行设计优化。FAN6500XX采用安森美半导体的PowerTrench® MOSFET技术。这种屏蔽门(shield gate)技术提供更低的开关节点振铃和降低的击穿或交叉传导的风险。可靠性也得到了提高，因为模块化方案意味着现在电源设计中只有单个故障点。该宽Vin(65V)产品系列按输出电流分为6A、8A或10A。所有器件之间的引脚兼容性和扩展性确保了原始设备制造商(OEM)能够为其应用选择最理想的器件，即使PCB设计已经完成。固定频率电压模式PWM控制拓扑结构支持易于补偿、低输出纹波和低电磁干扰(EMI)。FAN6500XX为高占空比(后缀“A”)和低占空比(后缀“B”)的应用提供优化的性能。更高的功率要求通过可编程和可同步的开关频率(100 kHz-1 MHz)特性解决，当多个FAN6500XX器件被并行使用时，可以保证低的输入纹波。 FAN6500XX器件支持4.5 V至65 V的宽输入电压范围，适用于工业和消费电子领域的广泛应用，从服务器、基站电源到家庭自动化。它们也适用于电池管理系统，以及USB供电(PD)应用。

时间：2018-07-05 关键词：稳压器电源技术解析负载点电源电源转换
电源转换和电源管理技术是控制日益增长的全球能源需求的关键

减少电气和电子设备及器件的用电“占用面积”是世界各地所有市场领域的重点。近几十年来，发达国家普通公民的生活用电技术的数量显著增加，能源使用量几乎相应增加。加之发展中国家对技术的需求迅速增加，很容易看到，由于相关的环境影响，产生电力的压力是巨大的。如果不加以控制，预估全球用电量将从1990年的约200太瓦时(TWh)增加到2030年的超过1600 TWh。

时间：2018-06-15 关键词：电源管理技术电源转换

频道分类

频道分类

热门板块

十大热门

公众号精选

热门分类

推荐课程

厂商动态

技术子站

项目外包

论坛活动

资料下载

技术专题

编辑原创

评 测

公 开 课

评测

公开课