| 【电源模块关键技术】
目前国内市场使用电源模块的主要供应商为VICOR、ASTEC、LAMBDA、ERICCSON以及POWER-ONE。为实现高功率密度,在电路上,早期采用准谐振和多谐振技术,但这一技术器件应力高,且为调频控制,不利于磁性器件的优化。后来这一技术发展为高频软开关和同步整流。由于采用零电压和零电流开关,大大降低了器件的开关损耗,同时由于器件的发展,使模块的开关频率大为提高,一般PWM可达500kHz以上。大大降低了磁性器件的体积,提高了功率密度。
电路拓扑发展趋势
DC-DC变换器电路拓扑的主要发展趋势如下:
高频化:为缩小开关变换器的体积,提高其功率密度,并改善动态响应,小功率DC-DC变换器开关频率将由现在的200-500kHz提高到1MHz以上,但高频化又会产生新的问题,如:开关损耗以及无源元件的损耗增大,高频寄生参数以及高频EMI的问题等。
软开关:为提高效率采用各种软开关技术,包括无源无损(吸收网络)软开关技术,有源软开关技术,如:ZVS/ZCS谐振、准谐振、恒频零开关技术等,减小开关损耗以及开关应力,以实现高效率的高频化。如美国VICOR公司开发的DC-DC高频软开关变换器,48/600W输出,效率为90%,功率密度120W/in3,日本LAMBDA公司采用有源箝位ZVS-PWM正反激组合变换以及同步整流技术,可使DC-DC变换模块的效率达90%。
低压输出:例如现代微处理器的VRM电压将为1.1-1.8V,便携式电子设备的DC-DC变换器输出电压为1.2V,特点是负载变化大,多数情况下工作低于备用模式,长期轻载运行。要求DC-DC变换器具有如下特征:a)负载变化的整个范围内效率高。b)输出电压低(CMOS电路的损耗与电压的平方成正比,供电电压低,则电路损耗小)。c)功率密度高。这种模块采用集成芯片的封装形式。
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