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係統由於負載不同
，會要求電源係統提供多個電壓擋級。如台式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控製器。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。控製方式上以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製同步BUCK，采用這種技術的DC/DC轉換效率最高可以達到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複問題。

二
、開關電源吹響數字化號角

目前在整個的電子模擬電路係統中，電視
、音響設備、照片處理、通訊、wangluodengdouzhubushixianleshuzihua，erzuihouyigemeiyoushuzihuadebaoleijiushidianyuanlingyule。jinnianlai，shuzidianyuandeyanjiushitoubujian，chengguoyeyuelaiyueduo。zaidianyuanshuzihuafangmianzouzaiqianmiandegongsiyouTI和Microchip。TI公司既有DSP方麵的優勢，又兼並了PWMIC專業製造商UNITRODE公司，該公司已經用TMS320C28F10製成了通訊用的48V輸出大功率電源模塊，其中PFC和PWM部分完全為數字式控製。現在，TI公司已經研發出了多款數字式PWM控製芯片。目前主要是UCD7000係列、UCD8000係列和UCD9000係列，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、時鍾、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。

目前在電源領域裏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。

三、初級PWM控製IC不斷優化

有源箝位技術曆經十餘年經久不衰
，自從2002年VICOR公司此項專利技術到期解禁之後
，各家公司開發的新型有源箝位控製IC如雨後春筍般湧現，給用戶提供了充分的選擇。

控製早期有源箝位控製技術的TI，不僅保持了原有的UCC3580係列，又新開發了性能更優越的UCC2891-94，它采用電流型控製方式，綜合了高邊箝位
、低邊箝位兩種控製方案，給出了全新的控製技巧。OnSemi先推出了低壓(100V)有源箝位的NCP1560控製芯片，隨後又推出了高壓應用的控製芯片NCP1280，它既解決了LCDTV等離子TV電源的要求，現在又直指下一代無風扇的PC機電源。美國NS公司的5000係列中專門有一款LM5025的有源箝位控製IC，連名不見經傳的Semtech公司也給出了有源箝位的控製芯片，型號是SC4910，可見其背後蘊藏著巨大的市場商機。直到最近TI公司又推出的有源箝位控製ICUCC2897
，已經將有源箝位的PWM控製做到了完美無缺。而台商飛兆公司則給出了最廉價的有源箝位控製IC，即SD7558和SD7559。

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在大功率領域，全橋移相ZVS軟開關技術在解決開關電源的效率上功不可沒。從TI公司的UC3875到UCC3895
，再從Linear公司的LTC1922到LTC3722增加了自適應檢測技術，使全橋移相技術達到了頂峰。然而，在同步整流技術普遍應用的今天，它卻無法實現最佳的ZVS同步整流。因為全橋移相電路在本質上是屬於非對稱的，它無法實現完全的ZVS同步整流
，由於其開啟和關斷過程總有一半是硬開關
，因而效率比不上對稱電路拓撲的ZVS方式的同步整流。最新的科技成果應該是INTERSIL公司推出的PWM對稱全橋的ZVS控製IC-ISL6752。它既能控製初級側的四個MOS開關為ZVS工作狀態
，又能準確地給出控製二次側的同步整流為ZVS工作狀態的驅動信號。采用這顆IC製作的400W的DC/DC再加上先進的功率MOSFET，轉換效率可達到95%。

對於小功率的開關電源
，則仍舊是反激變換器的PWM控製IC，但是它必須要能很好地解決二次側的同步整流的控製方式。OnSemi公司的NCP1207和NCP1377是高壓AC/DC領域的佼佼者。若能再配上TI公司的反激變換器的同步整流控製IC-UCC27226，則能使它們成為幾乎完美無瑕的高效率電源。低壓DC/DC領域中的反激變換器控製IC中
，Linear公司的LTC3806則是上乘之作。LTC3806不僅能控製好PWM，還給出準確的二次側同步整流驅動信號，是低壓小功率電源控製IC的傑作。

綜上所述，開關電源設計時可以選擇最佳控製方式和最佳電路拓撲。大功率應該是全橋ZVS加上二次側ZVS同步整流，典型控製IC是ISL6752
；中等功率到小功率應該是有源箝位正激變換ZVS軟開關配上二次側的預檢測柵驅動技術的同步整流

；而小功率應該是配好同步整流的反激變換。當然
，這裏沒有絕對的界限
，隻是不同的條件下應該有相應的最佳選擇。

四、同步整流技術實現高效

從上世紀90年代末期同步整流技術誕生以來，開關電源技術得到了極大的發展，采用IC控製技術的同步整流方案已經為研發工程師普遍接受，現在的同步整流技術都在努力實現ZVS

、ZCS方式的同步整流。

從2002年美國銀河公司發表了ZVS同步整流技術之後，現在已經得到了廣泛應用。這種方式的同步整流係巧妙地將二次側驅動同步整流的脈衝信號調為比一次側的PWM脈衝信號的上升沿超前，下降沿滯後的方法實現了同步整流MOS的ZVS方式工作。最新問世的雙輸出式PWM控製IC幾乎都在控製邏輯內增加了對二次側實現ZVS同步整流的控製端子。例如：Linear公司的LTC3722、LTC3723，INTERSIL公司的ISL6752等。這些IC不僅努力解決好初級側功率MOSFET的軟開關
，而且著力解決好二次側的ZVS方式的同步整流，轉換效率可達94%以上。

在非對稱的開關電源電路拓撲中
，特別是對於性能良好的正激電路或正激有源箝位電路，在二次側的同步整流中

，為了實現ZVS方式的同步整流
，消除MOSFET體二極管的導通損耗和反向恢複時間帶來的損耗，TI公司的專利技術"預檢測柵驅動技術"在控製芯片中增加了大量的數字控製技術，正激電路同步整流的控製芯片UCC27228的誕生使正激電路的效率達到了前所未有的高效率。

再配合好初級側的有源箝位技術之後，使這種最新的電路模式既做到了初級側的軟開關ZVS方式工作，又解決了磁芯複位及能量回饋，減輕了功率MOSFET的電壓應力
，還做到了二次側的ZVS最佳狀態的同步整流，綜合使用這兩項技術的中小功率的DC/DC變換器
，其效率都在94%以上，功率密度也都能達到200W/in以上。

五、專家觀點：能源緊缺急需節能政策出台

首(shou)先(xian)

，彩(cai)電(dian)電(dian)源(yuan)的(de)空(kong)載(zai)功(gong)耗(hao)。在(zai)城(cheng)市(shi)裏(li)很(hen)多(duo)家(jia)庭(ting)晚(wan)上(shang)看(kan)完(wan)電(dian)視(shi)後(hou)，采(cai)用(yong)遙(yao)控(kong)關(guan)斷(duan)的(de)方(fang)法(fa)關(guan)機(ji)，使(shi)電(dian)力(li)白(bai)白(bai)消(xiao)耗(hao)。這(zhe)時(shi)彩(cai)電(dian)的(de)空(kong)載(zai)損(sun)耗(hao)多(duo)在(zai)3.5W以上，歐洲標準是小於1W
，日本標準是小於0.6W。

第二，國內各個家電廠商對於電源的效率要求不高，隻要求價格。例如，DVD生產商在外配電源適配器時，寧可選擇轉換效率不足80%，空載損耗1.5W的49元一台的適配器，卻不願意選擇轉換效率90%以上
，空載損耗<0.6W的59元一台的適配器。