引 言

　　隨著對節(jié)能技術(shù)的呼聲越來越高，電子設備小型化、環(huán)境保護的更高要求，開關電源技術(shù)也在飛速的發(fā)展。更高效率，更小體積，更少電磁污染，更可靠地工作的開關電源幾乎每個月都在推陳出新。本文旨在對近兩年來開關電源突出的技術(shù)進步加以介紹，具體有以下幾個方面。

　　1 同步整流技術(shù)

　　自20世紀90年代末期同步整流技術(shù)誕生以后，它給開關電源效率的提升做出了重要貢獻。當前采用IC控制技術(shù)的同步整流方案已經(jīng)為研發(fā)工程師普遍接受，新上市的高中檔開關電源幾乎沒有不采用同步整流技術(shù)的作品，現(xiàn)在的同步整流技術(shù)都在努力地實現(xiàn)ZVS 及ZCS 方式的同步整流。2002 年美國銀河公司發(fā)表了ZVS同步整流技術(shù)之后，現(xiàn)在已經(jīng)得到了廣泛應用。這種方式的同步整流技術(shù)巧妙地將副邊驅(qū)動同步整流的脈沖信號與原邊PWM脈沖信號聯(lián)動起來，其上升沿超前于原邊PWM脈沖信號的上升沿，而下降沿滯后的方法實現(xiàn)了同步整流MOSFET的ZVS方式工作。最新問世的雙輸出式PWM 控制IC 幾乎都在控制邏輯內(nèi)增加了對副邊實現(xiàn)ZVS 同步整流的控制端子。例如：凌特公司（Linear-Tech）的LTC3722，LTC3723，英特塞爾（INTERSIL）公司的ISL6752 等，這些IC 不僅解決好初級側(cè)功率MOSFET的軟開關，而且重點解決好副邊的ZVS方式的同步整流，用這幾款IC 制作的DC/DC 變換器，總的轉(zhuǎn)換效率都達到了94%以上。

　　在非對稱的開關電源電路拓撲中，特別是對于性能良好的正激電路或正激有源箝位電路，在副邊的同步整流中，為了實現(xiàn)ZVS 方式的同步整流，消除MOSFET體二極管的導通損耗和反向恢復時間帶來的損耗，德州儀器公司最新的專*技術(shù)“預檢測柵驅(qū)動技術(shù)”在控制芯片中增加了大量的數(shù)字控制技術(shù)，正激電路同步整流的控制芯片UCC27228 的誕生使正激電路的效率達到了前所未有的高效率。再配合好原邊的有源箝位技術(shù)之后，使這種最新的電路模式既做到了初級側(cè)的軟開關ZVS 方式工作，又解決了磁芯復位及能量回饋，減輕了功率MOSFET的電壓應力，還做到了副邊的ZVS 最佳狀態(tài)的同步整流，綜合使用這兩項技術(shù)的中小功率的DC/DC 變換器，其效率都在94%以上，功率密度也都能達到每立方英寸200W以上。

　　2 最佳的初級PWM控制IC

　　有源箝位技術(shù)歷經(jīng)十余年經(jīng)久不衰，自從2002年VICOR公司此項專*技術(shù)到期解禁之后，各家公司發(fā)表的新型有源箝位控制IC 如雨后春筍一樣誕生出來，給用戶最充分的選擇。持有早期有源箝位控制技術(shù)的TI公司，不僅保持了原有的UCC3580 系列，又新開發(fā)了性能更優(yōu)越的UCC2891-94，它采用電流型控制方式，綜合了高邊箝位和低邊箝位兩種控制方案，給出了全新的控制技巧。ONSEMI （安森美）公司首先推出了低壓（100V）有源箝位的NCP1560 控制芯片，隨后又推出了高壓應用的有源箝位控制芯片NCP1280。它不僅解決了LCD TV、等離子TV 電源的要求，現(xiàn)在又用于下一代無風扇的PC 機電源做主控PWMIC，可見該項技術(shù)未來的市場前景多么美好。美國國家半導體公司的5000 系列中專門有一款有源箝位控制IC，型號是LM5025。即使名不見經(jīng)傳的Semtech 公司也給出了有源箝位的控制芯片，型號是SC4910。這么多家半導體公司不約而同的將資金投在這種控制芯片上，決不是有錢無處花，有力無處使，這背后有 著巨大的市場商機。直到最近TI公司新推出的有源箝位控制IC UCC2897，已經(jīng)將有源箝位的PWM控制做到了完美無缺。美國國家半導體公司剛剛推出的可以交互式工作的有源箝位正激式工作的控制IC LM5034，它可以在輸入濾波電容不增加的情況下將輸出功率增大一倍，使有源箝位技術(shù)達到1kW的功率水平。而臺商飛兆公司則給出了最廉價的有源箝位控制ICSD7558 和SD7559，極大地降低了有源箝位技術(shù)的使用成本。

　　在大功率領域人們熟悉且普遍使用的全橋移相ZVS 軟開關技術(shù)在解決大功率開關電源的效率上功不可沒，這10 年來也得到很大發(fā)展。從TI公司的UC3875 到UCC3895，從凌特公司的LTC1922 到LTC3722 增加了自適應檢測功率MOSFET工作狀態(tài)，從而更準確地調(diào)整開關時間做到ZVS 狀態(tài)的技術(shù)，使全橋移相技術(shù)達到了頂峰。特別是LTC3722 控制IC，大幅度縮小了諧振電感的感量和體積，減小了非ZVS工作狀態(tài)的邊界條件，縮小了占空比的丟失量等。然而，在同步整流技術(shù)普遍應用的今天，它卻無法實現(xiàn)最佳的ZVS 同步整流，因為全橋移相電路在本質(zhì)上是屬于非對稱的，因此它無法實現(xiàn)完全的ZVS 同步整流。盡管TI 公司的工程師做了很大的努力，它給出的同步整流方案的電路中，開啟和關斷過程總有一半是硬開關，因而效率總是比不上對稱電路拓樸的ZVS 方式的同步整流。

　　在制作大功率開關電源領域里，最新的科技成果應該是INTERSIL 公司最新推出的PWM 對稱全橋的ZVS 控制IC，其型號是ISL6752。它很好地解決了既控制原邊的4個MOSFET開關為ZVS工作狀態(tài)，又能準確地給出控制副邊的同步整流為ZVS 工作狀態(tài)的驅(qū)動信號。在此我們可以多花費一些筆墨介紹一下：ISL6752 控制一個對稱的全橋電路。4個橋臂中左上和右上兩個開關以各50%的占空比工作，其脈沖寬度不受調(diào)制。而左下和右下兩個開關則采用脈沖寬度調(diào)制的方法去調(diào)節(jié)脈寬以便控制輸出電壓。它能精確地控制相關脈沖的開啟、關斷及其延遲時間，從而巧妙地利用寄生參數(shù)實現(xiàn)全橋4只功率MOSFET的ZVS軟開關，保持原邊的最高轉(zhuǎn)換效率。除此以外，它還能給出副邊的同步整流的驅(qū)動信號。此驅(qū)動信號能在原邊控制IC中調(diào)節(jié)其相對于PWM脈沖的超前或延遲，從而克服傳輸信號送到副邊造成的延遲，以便使副邊的同步整流在任何占空比的情況下都絕對保持ZVS的開關狀態(tài)，確保了同步整流的高效率。而這樣一顆IC卻保持著低價位，幾乎比任何一款的全橋移相控制IC都要便宜。采用這顆IC制作的400W的DC/DC變換器再加上優(yōu)秀的功率MOSFET，轉(zhuǎn)換效率達到了95%。

　　對于