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通信高頻開關(guān)電源技術(shù)的最新發(fā)展 |
| 編輯：方寸電子 瀏覽量：5457 發(fā)表時間：2010-5-18 |
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信用高頻開關(guān)電源技術(shù)的最新發(fā)展基本上可以體現(xiàn)在幾個方面：變換器拓撲、建模與仿真、數(shù)字化控制、磁集成以及制造工藝等�！� 2.1變換器拓撲
軟開關(guān)技術(shù)、功率因數(shù)校正技術(shù)及多電平技術(shù)是近年來變換器拓撲方面的熱點。采用軟開關(guān)技術(shù)可以有效的降低開關(guān)損耗和開關(guān)應(yīng)力，開關(guān)電源有助于變換器效率的提高；采用PFC技術(shù)可以提高AC/DC變換器的輸入功率因數(shù)，減少對電網(wǎng)的諧波污染；而多電平技術(shù)主要應(yīng)用在通信電源三相輸入變換器中，可以有效降低開關(guān)管的電壓應(yīng)力。同時由于輸入電壓高，采用適當(dāng)?shù)能涢_關(guān)技術(shù)以降低開關(guān)損耗，是多電平技術(shù)將來的重要研究方向。
為了降低變換器的體積，需要提高開關(guān)頻率而實現(xiàn)高的功率密度，必須使用較小尺寸的磁性材料及被動元件，但是提高頻率將使MOSFET的開關(guān)損耗與驅(qū)動損耗大幅度增加，而軟開關(guān)技術(shù)的應(yīng)用可以降低開關(guān)損耗。目前的通信電源工程應(yīng)用最為廣泛的是有源鉗位ZVS技術(shù)、20世紀(jì)90年代初誕生的ZVS移相全橋技術(shù)及90年代后期提出的同步整流技術(shù)。
�。�1）ZVS 有源鉗位
開關(guān)電源技術(shù)歷經(jīng)三代，且都申報了專利。第一代為美國VICOR公司的有源箝位ZVS技術(shù)，將DC-DC的工作頻率提高到1 MHZ，功率密度接近200 W/in3然而其轉(zhuǎn)換效率未超過90 %。為了降低第一代有源箝位技術(shù)的成本，IPD公司申報了第二代有源箝位技術(shù)專利，其采用P溝道MOSFET，并在變壓器二次側(cè)用于forward電路拓撲的有源箝位，這使產(chǎn)品成本減低很多。但這種方法形成的MOSFET的零電壓開關(guān)（ZVS）邊界條件較窄，而且PMOS工作頻率也不理想。為了讓磁能在磁芯復(fù)位時不白白消耗掉，一位美籍華人工程師于2001年申請了第三代有源箝位技術(shù)專利，其特點是在第二代有源箝位的基礎(chǔ)上將磁芯復(fù)位時釋放出的能量轉(zhuǎn)送至負載，所以實現(xiàn)了更高的轉(zhuǎn)換效率。他共有三個電路方案：其中一個方案可以采用N溝MOSFET，開關(guān)電源因而工作頻率可以更高，采用該技術(shù)可以將ZVS軟開關(guān)、同步整流技術(shù)都結(jié)合在一起，因而其實現(xiàn)了高達92 %的效率及250 W/in3以上的功率密度。 |
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