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新材料助力AC-DC电源转换器采用新拓朴实现更高效率

2021-09-10
来源:电子技术应用
关键词: MPS ACDC

开关电源的效率是电子设备实现低碳节能的重要部件,在“碳达峰”和“碳中和”开启了低碳新时代背景下,业界开关电源的能效标准提出了更为严格的要求。

 

然而,基于传统硅材料的AC-DC电源转换器限于材料特性的约束,无法通过实现更高开关频率和高效拓朴来达到高能效标准的指标。

 

第三代半导体材料的普及应用,使得电源转换器可以采用更为先进的电路拓朴架构,更高的开关频率大大减少了电感,电容和变压器等无源器件的尺寸,开关电源从而获得了更高的转换率和小型化w88。

 

MPS公司ACDC产品总监Peter Huang在接受采访时指出,提高电源效率是实现小型化的必经之路。只有只有效率提升了,单位体积散热减少,同时通过高频化w88,功率密度才会大大的提升。

 

而想要提高电源效率,需要可以采用新的开关拓扑,譬如新型的反激拓扑 ACF(Active-Clamp Flyback)来消除开通损耗,同时做到隔离变压器的漏感回收,加上第三代半导体功率器件的快速关断,使得开关损耗可以降到忽略不计。既提升了效率,同时让电源的w88频率不会受到功率器件的限制,大大地加速了小型化。

 

作为深耕AC-DC电源转换器领域多年的MPS公司,日前推出了采用第三代半导体材料及新拓朴结构的两款新品,再次刷新了AC-DC电源转换器的各项特性指标。

 

据MPS公司ACDC产品总监Peter Huang介绍,全集成反激控制器系列产品 MPX2002/3,创新性地将初次级控制器合封在一颗芯片内,大大简化了外围电路w88,为实现快充电源的小型化提供了全新的思路。

 

MPX2002 典型应用电路(原边 + 副边 + 反馈)

MPX2002在 CCM运行模式下能够实现更高精度的同步整流控制。MPX2003 把频率进一步提升到 130kHz 以上来满足小型化需求。

HR121 是MPS公司AC/DC电源转换器的另一款成名之作。

 

HR1211 的典型应用电路

该款产品集成多模式PFC 和电流型 LLC 的二合一控制器,芯片集成了高压电流源,安规认证的 X 电容放电电路,PFC 和LLC 的高压驱动电路,从而实现了非常简洁的外围电路。


据Peter Huang介绍,HR1211 的数字控制内核结合可重复编辑的存储单元,赋予了整个方案强大的灵活性。PFC 和 LLC 两级电路之间的配合;不同控制模式之间的切换;关键工作点的开关频率;保护功能的阈值,时间以及恢复方式;所有这些主要的功能都可以通过 UART 的通讯口进行自由配置,并能够在图化操作界面上完成,这使得基于 HR1211 的电源w88能够灵活的适应不同应用在不同w88中的性能要求。

在上述两款新品的背后,得益于MPS的技术创新和对于前沿科技的理解。

 

1,利用多种新型拓扑提高效率

使用 PFC + LLC 以及 ACF+ZVS 的混合拓方式以实现零打开损耗,同时回收漏感,可以达到 93%以上的高效率。

2,采用全集成w88,以简化w88,减少成本

传统的非隔离式 AC-DC 解决方案通常需要使用多颗IC,同时还需配备原边及副边控制器以及光隔离器等,占板面积大,BOM成本高;MPS最新一代解决方案尺寸紧凑,集成度高,1颗IC即可囊括原边和同步控制器,w88简洁,占板面积小,成本效益高。

3,高频化的芯片以适应新一代功率器件

传统硅器件的开关频率低,效率也很难提高,随着GaN 等新型半导体材料的出现,其开关频率及效率都得到大大提高,高频w88更加符合新型功率器件的要求。

4,数字化产品可以实现更好的性能

传统的模拟控制器很难跟上日新月异的变化,新一代数字电源芯片的优势日趋明显,MPS 的产品采用数字化内核,具有非常丰富的可配置项目,相比传统控制器,具有更多的灵活性。

如今,随着“更绿色/环保”的新规范的出台以及第三代半导体时代的到来,MPS 的 AC-DC 电源产品不断精进技术和性能,迎合了广大客户市场需求的发展趋势。

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