开关电源技术的最新进展与方案

文章摘要：在制作大功率开关电源领域里，最新的科技成果应该是INTERSIL 公司最新推出的PWM 对称全桥的ZVS 控制IC，其型号是ISL6752。它很好地解决了既控制原边的4个MOSFET开关为ZVS工作状态，又能准确地给出控制副边的同步整流为ZVS 工作状态的驱动信号。在此我们可以多花费一些笔墨介绍一下：ISL6752 控制一个对称的全桥电路。4个桥臂中左上和右上两个开关以各50%的占空比工作，其脉冲宽度不受调制。而左下和右下两个开关则采用脉冲宽度调制的方法去调节脉宽以便控制输出电压。它能精确地控制相关脉冲的开启、关断及其延迟时间，从而巧妙地利用寄生参数实现全桥4只功率MOSFET的ZVS软开关，

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　　在制作大功率开关电源领域里，最新的科技成果应该是INTERSIL 公司最新推出的PWM 对称全桥的ZVS 控制IC，其型号是ISL6752。它很好地解决了既控制原边的4个MOSFET开关为ZVS工作状态，又能准确地给出控制副边的同步整流为ZVS 工作状态的驱动信号。在此我们可以多花费一些笔墨介绍一下：ISL6752 控制一个对称的全桥电路。4个桥臂中左上和右上两个开关以各50%的占空比工作，其脉冲宽度不受调制。而左下和右下两个开关则采用脉冲宽度调制的方法去调节脉宽以便控制输出电压。它能精确地控制相关脉冲的开启、关断及其延迟时间，从而巧妙地利用寄生参数实现全桥4只功率MOSFET的ZVS软开关，保持原边的最高转换效率。除此以外，它还能给出副边的同步整流的驱动信号。此驱动信号能在原边控制IC中调节其相对于PWM脉冲的超前或延迟，从而克服传输信号送到副边造成的延迟，以便使副边的同步整流在任何占空比的情况下都绝对保持ZVS的开关状态，确保了同步整流的高效率。而这样一颗IC却保持着低价位，几乎比任何一款的全桥移相控制IC都要便宜。采用这颗IC制作的400W的DC/DC变换器再加上优秀的功率MOSFET，转换效率达到了95%。 

　　对于小功率的开关电源则仍旧采用反激变换器的PWM控制IC，但是它必须要能很好地解决副边的同步整流的控制方式。ONSEMI公司的NCP1207 和NCP1377 仍旧是高压AC/DC领域的佼佼者。若能再配上TI公司的反激变换器的同步整流控制IC UCC27226，则能使它们成为几乎完美无暇的高效率电源。低压DC/DC 领域中的反激变换器控制IC 中，Linear-Tech 公司的LTC3806则是上乘之作。LTC3806不仅控制好PWM，还给出准确的副边同步整流驱动信号，是低压小功率电源控制IC的杰作。 

　　综上所述，我们可以给出当今开关电源设计时可以选择的最佳控制方式和最佳电路拓扑了。大功率应该是全桥ZVS 加上副边ZVS 同步整流，典型控制IC是ISL6752；中等功率到小功率应该是有源箝位正激变换ZVS软开关配上副边的预检侧栅驱动技术的同步整流；而小功率应该是配好同步整流的准谐振的反激变换电路。

　　近来，在LCD TV的电源供应器里，更多的是采用不对称半桥ZVS技术。电视系统中，模拟电路及小信号处理电路较多，希望电源中的dv/dt 和di/dt越小越好。而不对称半桥电路中的开关元件刚好工作在这种状态，这对于200W左右的电视系统可谓性能价格比最好的电路。目前控制IC 已经有ST公司的L6598，飞利浦公司的TEA1610，ONSEMI 公司的NCP1395。它们的性能基本相同，具体的有一些细微的功能差异。 

　　当然，这里没有绝对的界限，只是不同的条件下应该有相应的最佳选择。 

　　3 VICOR的最新科技 

　　VICOR公司新推出的MHz级工作频率，每立方英寸1000W超高功率密度的 PRM（预稳压模块）和VTM（电压变换模块）的DC/DC 仍旧是当今电源技术领域的顶峰。它首次使模块电源的功率密度上升到每立方英寸1000W的级别，真正地让电源产品有了小型化的意义。然而目前VICOR公 司的PRM 的技术及产品仍旧没有彻底过关推向市场，只有VTM 能批量进入市场，但其技术方向是对的。其实PRM 加上VTM 组合成一组稳压电源，本质上就是美国SYNQOR 公司的专利———级联技术；其第一级用于稳压，第二级用于隔离和变压。 

　　笔者最近把PRM这种思维方式改进了一下，将PRM中的Buck-Boost给分开，要么选择Buck，要么选择Boost。选择Buck时，采用1MHz工作频率的预检侧栅驱动控制技术，将输入电压降到某一个中间值电压，然后再加上 VTM 就组成了一套高功率密度的电源。选择Boost时，采用1MHz 工作频率的同步Boost 控制技术，将输入电压升到某一个较高的中间值，再加上VTM 也组成一套高功率密度电源。 

　　VTM的优点在于突破性的技术思维方式，这种思维方式的全面推广在目前的中国还有困难，还要相当长时间的发展。这要有足够的风险投资机制，还要从政府到企业有较长远的眼光，不要投一点资就盼望立竿见影。VICOR的VTM中有3 项专利技术，大家知道越是专利技术多的项目就越容易突破，很多专利技术是谁想到了谁就掌握了，我们只好等十年后再用这项技术了。 

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