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永昌电力设备

阳泉变压器厂家浅谈阳泉变压器技术的最新进展

时间:2018-11-20 12:03:29 点击量:74
阳泉变压器厂家浅谈阳泉变压器技术的最新进展

 阳泉变压器厂家1 同步整流技术
   自从20 世纪90 年代末期同步整流技术诞生以后,它给阳泉变压器效率的提升做出了重要贡献.当前采用IC 控制技术的同步整流方案己经为研发工程师普遍接受.新上市的高中档阳泉变压器几乎没有不采用同步整流技术的作品.现在的同步整流技术都在努力地实现ZVS及ZCS方式的同步整流.自从2002 年美国银河公司发表了ZVS 同步整流技术之后,现在已经得到了广泛应用.这种方式的同步整流技术巧妙地将副边驱动同步整流的脉冲信号与原边PWM 脉冲信号联动起来,其上升沿超前于原边PWM 脉冲信号的上升沿,而下降沿滞后的方法实现了同步整流MOSFET的US方式工作.最新问世的双输出式PWM控制IC几乎都在控制逻辑内增加了对副边实现US同步整流的控制端子.例如:凌特公司(Linear-Tech)的LTC3722,LTC3723,英特塞尔(INTERSIL)公司的ISL6752 等.这些IC不仅解决好初级侧功率MOSFET的软开关,而且重点解决好副边的US 方式的同步整流.用这几款IC 制作的DC/DC 变换器,总的转换效率都达到了94%以上.
   在非对称的阳泉变压器电路拓扑中,特别是对于性能良好的正激电路或正激有源箝位电路,在副边的同步整流中,为了实现ZVS 方式的同步整流,消除MOSFET 体二极管的导通损耗和反向恢复时间带来的损耗,德州仪器|仪表公司最新的专利技术“预检测栅驱动技术”在控制芯片中增加了大量的数字控制技术,正激电路同步整流的控制芯片UCC27228 的诞生使正激电路的效率达到了前所未有的高效率.再配合好原边的有源箝位技术之后,使这种最新的电路模式既做到了初级侧的软开关ZUS 方式工作,又解决了磁芯复位及能量回馈,减轻了功率MOSFET 的电压应byqcj.com/力,还做到了副边的ZVS 最佳状态的同步整流,综合使用这两项技术的中小功率的DC/DC 变换器,其效率都在94%以上,功率密度也都能达到每立方英寸200 W以上.
2 最佳的初级PWM控制IC   有源箝位技术历经十余年经久不衰,自从2002 年VICOR 公司此项专利技术到期解禁之后,各家公司发表的新型有源箝位控制IC 如雨后春笋一样诞生出来,给用户最充分的选择.持有早期有源箝位控制技术的TI 公司,不仅保持了原有的UCC3580 系列,又新开发了性能更优越的UCC2891-94,它采用电流型控制方式,综合了高边箝位和低边箝位两种控制方案,给出了全新的控制技巧.ONSEMI 安森美)公司首先推出了低压(100 V)有源箝位的NCP1560 控制芯片,随后又推出了高压应用的有源箝位控制芯片NCP1280.它不仅解决了LCD TV、等离子TV电源的要求,现在又用于下一代无风扇的PC机电源做主控PWMIC,可见该项技术未来的市场前景多么美好.美国国家半导体公司的5000 系列中专门有一款有源箝位控制IC,型号是LM5025.即使名不见经传的Semtech公司也给出了有源箝位的控制芯片,型号是SC4910.这么多家半导体公司不约而同的将资金投在这种控制芯片上,决不是有钱无处花,有力无处使,这背后有着巨大的市场商机.直到最近TI 公司新推出的有源箝位控制IC UCC2897,已经将有源箝位的PWM 控制做到了完美无缺.美国国家半导体公司刚刚推出的可以交互式工、作的有源箝位工作的控制IC LM5034, 它可以在输入滤波电容不增加的情况下将输出功率增大一倍,使有源箝位技术达到1 kW 的功率水平.而台商飞兆公司则给出了最廉价的有源箝位控制ICSD7558 和SD7559,极大地降低了有源箝位技术的使用成本.
在制作阳泉变压器领域里,最新的科技成果应该是INTERSIL 公司最新推出的PWM对称全桥的US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US工作状态,又能准确地给出控制副边的同步整流为ZUS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US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.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1000 W超高功率密度的PRM(预模块)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1000 W 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,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,要末选择Buck,要末选择Boost.选择Buck 时,采用1 MHz 工作频率的预检侧栅驱动控制技术,将输人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1 MHz工作频率的同步Boost控制技术,将输人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.
4 非隔离DC/DC 技术的迅速发展
   近年来,非隔离的 DC/DC 技术上发展迅速.由于目前一套电子设备或电子系统因负载不同,会要求电源系统提供多个电压挡级.例如台式PC机就要求有+12V,+5 V,+3.3 V,-12V四种电压以及待机的+5 V电压.到了主机板上,就要求2.5 V,1.8 V,1.5 V甚至1V等.为此,一套AC/DC中不可能给出这样多的电压输出,而且大多数低压供电电流都很大.因此开发了很多非隔离的DC/DC 变换器,它们基本上可以分成两大类.一类是内部含有功率开关器件的称做DC/DC 转换器.另一类不含功率开关器件需要外接功率MOSFET 的称作DC/DC 控制器.按照电路功能划分,有降压的Buck;有升压的Boost;有又能升压又能降压的Buck-Boost 或SEPIC;还有正压转成负压的IN-VERTOR等.其中品种最多,发展最快的还是降压的Buck.根据输出电流的大小,有单相的、两相的以及多相的;控制方式上以PWM为主,少部分为PFM.
   在非隔离的DC/DC 转换技术中,优秀技术有TI 公司的预检侧栅驱动技术,它采用数字技术控制同步Buck,采用这种技术的DC/DC变换器其转换效率最高可以达到97%,其中TPS40071等是其代表产品.Boost升压方式也出现了采用MOSFET 代替二极管的同步Boost 的作品.在低压领域,增加效率的幅度很大,而且正在设法进一步消除MOSFET 的体二极管的导通及反向恢复损耗问题.
5 PFC技术的重大突破
   在2006年3月于美国召开的APEC会议和中国上海召开的PICM会议上,工程师们提出了没有整流桥的PFC 电路技术,而且已经迅速实用化.它采用两只电感,两只功率MOSFET,两只快恢复二极管组成PFC的升压电路,分别工作在各50%的半周期,从而省掉了造成功耗的整流桥,特别在输人电压的低端,即AC 90V输入时,效率的提升高达1.5个百分点.由于这种电路的输人和输出没有共地点,因而给输人电压的检测带来麻烦,美国IR公司的采用ONE SYCLE专利技术设计制造的PFC 控制IC IR 1150S 正好省掉、了对输人电压的检测这个环节,因而IR1150S成为制作无整流桥PFC的最方便的控制IC,这种工作方式的电路将PFC的效率又提高了一个多百分点.对该项技术感兴趣的工程师可以留意相关报道.
   TI公司最新推出的交互式PFC技术也给PFC技术带来了重大进步.两相交互式PFC的电路采用两个升压电感,两个功率MOSFET,以180°的相位差交替工作.输出同样的功率时,平均输入电流只有一半,因而降低了输人EMI滤波器的功耗,降低了EMI的强度,从而提高了效率,简化了PFC处理EMI的难度.采用交互式PFC电路,其EMI的强度仅相当于单路一半功率的强度.此外,输出电压的纹波也减小了一半,如果不要求保持时间的话,输出的大BULK电容也可以减小一半.目前TI 公司推荐的该系统由UCC28528 和UCC28221 组成.新的独立的控制IC 即将问世.这项技术无疑会使电源的PFC 部分在转换效率和EMI 处理上有了明显的进步.
6 阳泉变压器的数字化
   目前在整个的电子模拟电路系统中,电视系统数字化了,通讯也数字化了,没有通讯的数字化就没有今天移动电话带来的极其方便,极其精彩的生活,至于网络等更是数字化的专属领域.
而最后一个没有数字化的堡垒就是电源领域了.近年来,数字电源的研究势头与日俱增,成果也越来越多.在电源数字化方面走在前面的公司有TI 和Microchip 即德州仪器公司和微芯国际公司.TI公司既有数字信号处理(DSP)方面的技术优势,又兼并了PWM IC 顶级的专业制造商UNITRODE 公司,所以它们合并在一起最具有技术实力.TI 公司已经用DSP 的TMS320C28F10制成了通讯用的48 V输出电源模块.其中PFC和PWM部分完全为数字式控制.现在,TI公司已经研发出了多款数字式PWM控制芯片.目前主要是UCD7000系列、UCD8000 系列和UCD9000 系列,它们将成为下一代数字电源的探路者.
   UCD7000 系列主要是数字控制的功率驱动级,既有驱动正激电路的,也有驱动推挽和半桥电路的.它需要微控制器(μC)或DSP 给出PWM 的数控信号,才能构成一个完整的数字电源.
   已经推出的产品有UCD7201, UCD7100, UCD7440,UCD7230 等.其中分别控制正激电路,半桥电路以及非隔离的Buck电路.
UCD8000 系列主要是将数字式的PWM和驱动部分集成在一起.用它设计数字电源只需外加μC 或DSP即可.例如UCD8620 配合UCD9110就可以组成一个数控半桥电路.
   UCD9000 系列则主要包括DSP 及数字PWM部分,它需要与UCD7000 系列合作来组成数字电源.
   总之,它们总体上既要包括硬件部分,还要做软件编程.硬件部分包括PWM 的逻辑部分,时钟,放变压器厂家/大器环路的模数转换、数模转换以及数字处理、驱动信号、同步整流的检测和处理等.

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