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DC/DC变换器技术现状及未来

发布时间:2007-05-06 10:26


  目前,美国几家高级DC/DC制造商已经在高功率密度的DC/DC中使用了小型微处理器的技术。首先它可以取代很多模拟电路,减少了模拟元件的数量,它可以取代窗口比较器 、检测器、锁存器等完成电源的起动、过压保护、欠压锁定、过流保护、短路保护及过热保护等功能。由于这些功能都是依靠改变在微控制器上运行的微程序。所以技术容易保密。此外,改变微控制器的微程序还可以适应同一印板生产多品种DC/DC的要求,简化了器材准备、生产管理等的复杂工作。由于它是数字化管理,它的保护功能及控制功能比采用模拟电路要精密得多,有了它还可以解决多个模块并联工作的排序和均流问题。

  第二代微控制器控制的DC/DC还没有将典型的开关电源进行全面的数字闭环控制,但是已经没有PWM IC出现在电路中,一个小型MCU参与DC/DC的整个闭环控制。但PWM部分仍是模拟控制,现在,采用DSP数字信号处理器参与脉宽调制,最大、最小占空比控制、频率设置、降频升频控制、输出电压的调节等工作,以及全部保护功能的DC/DC变换器已经问世。这就是使用TI公司的TSM320L2810控制的开关电源,是全数字化的电源,这时DC/DC的数字化进程就真正地实现了。好在半导体技术的进步能很大幅度地降低芯片成本,因此,电源技术的数字化革命应该说号角已经吹响。该让我们向在模拟领域进行电源技术攀登的工程师们开始敲起数字化的进行曲了!使用DSP控制的数字电源我们另文介绍。

  总结上述调研我们可以看到,半导体技术进步是DC/DC技术变化的强大动力。

  (1) MOSFET的技术进步给DC/DC模块技术带来的巨大变化,同步整流技术的巨大进步。

  (2) Schottky技术的进步。

  (3) 控制及驱动IC的进步。

  a. 高压直接起动

  b. 高压电平位移驱动取代变压器驱动

  c. ZVS,ZCS驱动器贡献给同步整流最佳效果

  d. 光耦反馈直接接口

  PWM IC经历了电压型=>电流型=>电压型的转换,又经历了硬开关=>软开关=>硬开关的否定之否定变化。掌握优秀控制IC是制作优秀DC/DC的前提和关键。


  (4) 微控制器及DSP进入DC/DC是技术发展的必由之路。


  (5) 磁芯技术的突破是下一代DC/DC技术进步的关键,也是巨大难题。

  对非隔离DC/DC的讨论在本文中从略(另叙)。

  对AC/DC的降频、频率抖动、无载损耗控制、高压起动等以及PFC的讨论在本文中也从略。

 

 


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