开关电源的高度集成化

    尽管各种控制功能完善的他激式开关电源在理论上早已成熟,但真正在中、小型设备和民用电器中得到推广、应用,还是在20世纪90年代,开发了大量开关电源驱动集成电路以后。开关电源的发展最初的领域就是我们熟悉的电子数码产品,尤其是在个人电脑领域,开关电源起到了非常重要的作用。而上个世纪80年代电脑领域逐渐把电源都换成了开关电源以后,无疑为开关电源打开了销售的空间。而进入90年代以后,各种电子产品都开始使用开关电源作为自己的电源产品了。至此开关电源迎来了一个新的发展时机。原有的用分立件组成的保护功能完善的他激式开关电源,即使输出功率100W左右,其元器件也多达150只以上,电路组装、调试工艺之复杂,令人望而生畏。其后虽然生产了部分小规模他激式驱动器,元器件也在100只左右。因此,只有在大功率开关电源或高档电子器材中,才采用他激式开关电源。随着集成电路制造技术的进步,低驱动功率场效应开关电源的出现,目前的他激式开关电源变得和自激式电路同样简单,其性能则远在自激式开关电源之上。

    大规模集成电路的使用,减少了开关电源的元器件,使开关电源体积减小,相对的使高次谐波辐射的屏蔽问题得到解决。对于很多人来说,电力的出现对于我们的生活起到了非常巨大的作用,可谓是天翻地覆的变化。而在很多人的生活中,电器都起到了不小的作用。而对于一个电器来说,电源是一个非常重要的内容。如果能够有一个优秀的电源,电器的续航能力和使用价值都能够得到大大的提升。因此行业内的企业一直致力于生产各种优秀的电源产品。而开关电源就是其中的佼佼者。以日立公司CTP216D彩电开关电源(20世纪70年代生产)为例,其中有半导体器件21只,无源元件50只以上。而20世纪90年代,飞利浦公司开发的他激式开关电源驱动控制集成电路TDA4605,其元器件包括开关电源在内不到20只,即可组成最大输出功率200W以上,性能却比上述开关电源优越得多的宽电压范围开关稳压器。

    目前集成电路技术的进步,还将大量开关电源的新技术集成于内部。目前集成电路技术的进步,还将大量开关电源的新技术集成在芯片内部。飞利浦公司开发的它激式启动自激式运作的新型开关电源、逐步控制的开关电源驱动器,以及美国摩托罗拉公司开发的有同步整流控制功能的开关电源驱动器、频率调制的准谐振式开关电源等新型集成电路。其中特别值得重视的是,IR公司开发的半桥式集成化开关电源,这种用于半桥或全桥式电路的方案。

飞利浦公司开发的他激式启动自激式运作的新型开关电源、逐周控制的开关电源驱动器,以及美国摩托罗拉公司开发的有同步整流控制功能的开关电源驱动器、频率调制的准谐振式开关电源驱动器等新型集成电路。其中特别值得重视的是,IR公司开发的半桥式集成化驱动器,这种用于半桥或全桥式开关电源驱动集成电路,采用半导体集成电路技术,成功地解决了不用驱动变压器组成半桥、全桥式电路的方案。在此之前,市场上的计算机开关电源,在其半桥式开关变换电路中都采用脉冲变压器驱动方式。这种驱动变压器体积小,要求严格加工,调试极为困难。在输出功率超过300W的开关电源中,驱动变压器是必不可少的部件。而IR公司的此项技术,只需一只8脚封装的集成电路,即可解决无调试的生产工艺,且其输出两路波形时序相位准确、相互隔离度达到600V以上。此类集成电路配合MOSFET开关电源,使得千瓦级的开关电源调试生产工艺大为简化。


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