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(yu) 負載不同，會(hui) 要求電源係統提供多個(ge) 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(men) 基本上可以分成兩(liang) 大類。一類在內(nei) 部含有功率開關(guan) 元件，稱DC/DC轉換器。另一類不含功率開關(guan) ，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(wei) 單相、兩(liang) 相及多相。控製方式上以PWM為(wei) 主，少部分為(wei) 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(chan) 品。BOOST升壓方式也出現了采用MOSFET代替二極管的同步BOOST的產(chan) 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(ti) 二極管的導通及反向恢複問題。

　　二、開關(guan) 電源吹響數字化號角

　　目前在整個(ge) 的電子模擬電路係統中，電視、音響設備、照片處理、通訊、網絡等都逐步實現了數字化，而最後一個(ge) 沒有數字化的堡壘就是電源領域了。近年來，數字電源的研究勢頭不減，成果也越來越多。在電源數字化方麵走在前麵的公司有TI和Microchip。TI公司既有DSP方麵的優(you) 勢，又兼並了PWMIC專(zhuan) 業(ye) 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(wei) 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(men) 將成為(wei) 下一代數字電源的探路者。它們(men) 總體(ti) 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(zheng) 主要還是性能價(jia) 格的競爭(zheng) ，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(you) 化

　　有源箝位技術曆經十餘(yu) 年經久不衰，自從(cong) 2002年VICOR公司此項專(zhuan) 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(jin) 保持了原有的UCC3580係列，又新開發了性能更優(you) 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(liang) 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(jue) 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(zhuan) 門有一款LM5025的有源箝位控製IC，連名不見經傳(chuan) 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(jia) 的有源箝位控製IC，即SD7558和SD7559。

　　在大功率領域，全橋移相ZVS軟開關(guan) 技術在解決(jue) 開關(guan) 電源的效率上功不可沒。從(cong) TI公司的UC3875到UCC3895，再從(cong) 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(wei) 全橋移相電路在本質上是屬於(yu) 非對稱的，它無法實現完全的ZVS同步整流，由於(yu) 其開啟和關(guan) 斷過程總有一半是硬開關(guan) ，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(ce) 的四個(ge) MOS開關(guan) 為(wei) ZVS工作狀態，又能準確地給出控製二次側(ce) 的同步整流為(wei) 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(yu) 小功率的開關(guan) 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(jue) 二次側(ce) 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(men) 成為(wei) 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(jin) 能控製好PWM，還給出準確的二次側(ce) 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(guan) 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(ce) 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(guan) 配上二次側(ce) 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(cong) 上世紀90年代末期同步整流技術誕生以來，開關(guan) 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(wei) 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(cong) 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(ce) 驅動同步整流的脈衝(chong) 信號調為(wei) 比一次側(ce) 的PWM脈衝(chong) 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(nei) 增加了對二次側(ce) 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(jin) 努力解決(jue) 好初級側(ce) 功率MOSFET的軟開關(guan) ，而且著力解決(jue) 好二次側(ce) 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(guan) 電源電路拓撲中，特別是對於(yu) 性能良好的正激電路或正激有源箝位電路，在二次側(ce) 的同步整流中，為(wei) 了實現ZVS方式的同步整流，消除MOSFET體(ti) 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(zhuan) 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(ce) 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(ce) 的軟開關(guan) ZVS方式工作，又解決(jue) 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(ce) 的ZVS最佳狀態的同步整流，綜合使用這兩(liang) 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。#p#分頁標題#e#

　　五、專(zhuan) 家觀點：能源緊缺急需節能政策出台

　　目前中國製造的開關(guan) 電源占了世界市場的80%，但是高端市場上幾乎沒有我們(men) 的份額。我國目前能源緊缺，而電源行業(ye) 又是一個(ge) 與(yu) 能源消耗密切相關(guan) 的行業(ye) ，所以需要政府以及學會(hui) 團體(ti) 應該在幾個(ge) 方麵給電源的發展方向作出指導。

　　首先，彩電電源的空載功耗。在城市裏很多家庭晚上看完電視後，采用遙控關(guan) 斷的方法關(guan) 機，使電力白白消耗。這時彩電的空載損耗多在3.5W以上，歐洲標準是小於(yu) 1W，日本標準是小於(yu) 0.6W。

　　第二，國內(nei) 各個(ge) 家電廠商對於(yu) 電源的效率要求不高，隻要求價(jia) 格。例如，DVD生產(chan) 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。

　　目前，我們(men) 國家的石油進口已經超過50%，仍舊是缺油大國，如果私家車再多一些，我們(men) 到哪裏去弄石油？是否該用法律及政策去鼓勵企業(ye) 和工程師多開發和生產(chan) 高效率的電源呢？