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武漢艾德杰電源技術(shù)有限公司
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開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及方向

發(fā)布時(shí)間： 2016-07-05 15:42:12 關(guān)注量：1579

開(kāi)關(guān)電源是利控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。開(kāi)關(guān)電源是相對(duì)于線性電源來(lái)說(shuō)的。開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOS管構(gòu)成。目前，開(kāi)關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用通訊、電力、醫(yī)療、工控軍工等幾乎所有設(shè)備，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展必不可缺少的一種電源方式。

開(kāi)關(guān)電源的變壓器的磁芯大小與他的工作頻率的平方成反比，頻率越高鐵心越小。這樣就可以大大減小變壓器，使電源減輕重量和體積。而且由于它直接控制直流，使這種電源的效率比線性電源高很多。這樣就節(jié)省了能源，因此它很受到人們的青睞。但是開(kāi)關(guān)電源也有它的缺點(diǎn)，就是電路復(fù)雜，維修困難，對(duì)電路的污染嚴(yán)重。電源噪聲大，不適合用于某些低噪聲電路。

第一個(gè)趨勢(shì)：開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始吹響數(shù)字化的號(hào)角。我們所知的所有電子模擬電路系統(tǒng)中，像網(wǎng)絡(luò)、電視、音頻、視頻等領(lǐng)域都逐步實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，而開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域可算是少數(shù)可憐的沒(méi)有實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的了。當(dāng)然近年來(lái)，數(shù)字電源的研究勢(shì)頭不減，成果也越來(lái)越多。在電源數(shù)字化方面走在前面的公司有Microchip和TI。TI公司已經(jīng)用TMS320C28F10制成了通訊用的48V輸出大功率電源模塊，其中PFC和PWM部分完全為數(shù)字式控制?，F(xiàn)在，TI公司已經(jīng)研發(fā)出了多款數(shù)字式PWM控制芯片，它們將成為下一代數(shù)字電源的探路者。目前在電源領(lǐng)域里的競(jìng)爭(zhēng)主要還是性能價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)，所以數(shù)字電源還有很長(zhǎng)的路要走，然而電源領(lǐng)域的數(shù)字化的號(hào)角已經(jīng)吹響了。

第二個(gè)趨勢(shì)：近年來(lái)， DC/DC電源產(chǎn)品的非隔離技術(shù)發(fā)展迅速，非隔離是相對(duì)傳統(tǒng)的隔離電源產(chǎn)品而言的。舉個(gè)簡(jiǎn)單例子：如臺(tái)式PC機(jī)就要求有+12V、+5V、+3.3V、-12V四種電壓以及待機(jī)的+5V電壓，主機(jī)板上則需要2.5V、1.8V、1.5V等，然而一套AC/DC中不可能給出這樣多的電壓輸出，因此便推出了很多非隔離的DC/DC，有大電流的也有小電流的，他們主要是要應(yīng)用到一些有大量的電壓輸出的綜合性板卡上面，而各電壓之間又不需要隔離的應(yīng)用場(chǎng)合。根據(jù)輸出電流的大小，分為單相、兩相及多相?？刂品绞缴弦訮WM為主，少部分為PFM。在非隔離的DC/DC轉(zhuǎn)換技術(shù)中，TI公司的預(yù)檢測(cè)柵驅(qū)動(dòng)技術(shù)采用數(shù)字技術(shù)控制同步BUCK，采用這種技術(shù)的DC/DC轉(zhuǎn)換效率最高可以達(dá)到97%，其中TPS40071等是其代表產(chǎn)品。BOOST升壓方式也出現(xiàn)了采用MOSFET代替二極管的同步BOOST的產(chǎn)品。在低壓領(lǐng)域，增加效率的幅度很大，而且正在設(shè)法進(jìn)一步消除MOSFET的體二極管的導(dǎo)通及反向恢復(fù)問(wèn)題。

第三個(gè)趨勢(shì)：同步整流技術(shù)的普及應(yīng)用及高效實(shí)施。上世紀(jì)90年代末期同步整流技術(shù)誕生以來(lái)，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)得到了極大的發(fā)展，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，現(xiàn)在的同步整流技術(shù)都在努力實(shí)現(xiàn)ZVS、ZCS方式的同步整流。
從2002年美國(guó)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(yīng)用。這種方式的同步整流系巧妙地將二次側(cè)驅(qū)動(dòng)同步整流的脈沖信號(hào)調(diào)為比一次側(cè)的PWM脈沖信號(hào)的上升沿超前，下降沿滯后的方法實(shí)現(xiàn)了同步整流MOS的ZVS方式工作。新問(wèn)世的雙輸出式PWM控制IC幾乎都在控制邏輯內(nèi)增加了對(duì)二次側(cè)實(shí)現(xiàn)ZVS同步整流的控制端子在非對(duì)稱的開(kāi)關(guān)電源電路拓?fù)渲?，特別是對(duì)于性能良好的正激電路或正激有源箝位電路，在二次側(cè)的同步整流中，為了實(shí)現(xiàn)ZVS方式的同步整流，消除MOSFET體二極管的導(dǎo)通損耗和反向恢復(fù)時(shí)間帶來(lái)的損耗，TI公司的專利技術(shù)"預(yù)檢測(cè)柵驅(qū)動(dòng)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(dá)到了很高效率。再配合好初級(jí)側(cè)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(jí)側(cè)的軟開(kāi)關(guān)ZVS方式工作，又解決了磁芯復(fù)位及能量回饋，減輕了功率MOSFET的電壓應(yīng)力，還做到了二次側(cè)的ZVS很好狀態(tài)的同步整流，綜合使用這兩項(xiàng)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(dá)到200W/in以上。

第四個(gè)趨勢(shì)：初級(jí)PWM控制IC不斷優(yōu)化，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(xiàng)專利技術(shù)到期解禁之后，各家公司開(kāi)發(fā)的新型有源箝位控制IC如雨后春筍般涌現(xiàn)，給用戶提供了充分的選擇。控制早期有源箝位控制技術(shù)的TI，不僅保持了原有的UCC3580系列，又新開(kāi)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、低邊箝位兩種控制方案，給出了全新的控制技巧。新的科技成果應(yīng)該是INTERSIL公司推出的PWM對(duì)稱全橋的ZVS控制IC-ISL6752。它既能控制初級(jí)側(cè)的四個(gè)MOS開(kāi)關(guān)為ZVS工作狀態(tài)，又能準(zhǔn)確地給出控制二次側(cè)的同步整流為ZVS工作狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。采用這顆IC制作的400W的DC/DC再加上先進(jìn)的功率MOSFET，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到95%。大功率應(yīng)該是全橋ZVS加上二次側(cè)ZVS同步整流，典型控制IC是ISL6752；中等功率到小功率應(yīng)該是有源箝位正激變換ZVS軟開(kāi)關(guān)配上二次側(cè)的預(yù)檢測(cè)柵驅(qū)動(dòng)技術(shù)的同步整流；而小功率應(yīng)該是配好同步整流的反激變換。當(dāng)然，這里沒(méi)有絕對(duì)的界限，只是不同的條件下應(yīng)該有相應(yīng)的最佳選擇

客戶感言

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北京合康億盛變頻科技股份有限公司

經(jīng)人介紹認(rèn)識(shí)了艾德杰，試著從他們那里買了一套產(chǎn)品，性能穩(wěn)定，故障幾乎沒(méi)有，即便有點(diǎn)小問(wèn)題，他們也會(huì)過(guò)來(lái)處理，后來(lái)就一直和他們進(jìn)行友好合作。
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武漢中元華電科技股份有限公司

在我們決定與艾德杰電源合作后，他們派出技術(shù)骨干和我們的技術(shù)部門溝通，充分了解了我司的使用需求后立即準(zhǔn)備方案，待我們確認(rèn)方案后，艾德杰的工作人員馬上將此提上日程，在距預(yù)約交貨期還有5天的時(shí)候，就已將我司定制的電源送上門，安裝調(diào)試，產(chǎn)品使用至今，一切良好，非常感謝艾德杰的鼎力支持，不辭勞苦的幫我們?cè)O(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，技術(shù)可靠，服務(wù)周到。
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中國(guó)中船重工集團(tuán)707所

我們公司的工程師只擅長(zhǎng)一部分工作，另一部分與電源有關(guān)的工作不是很擅長(zhǎng)，公司有個(gè)新項(xiàng)目需要他人來(lái)合伙開(kāi)發(fā)，生產(chǎn)，一時(shí)半會(huì)兒找不到合作伙伴。網(wǎng)上找到了艾德杰，經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，我們決定和艾德杰試著合作一次，整個(gè)合作過(guò)程，我們多次溝通，商量，他們的工程師技術(shù)好，經(jīng)驗(yàn)豐富，我們和他們一起探討，彼此的知識(shí)面都擴(kuò)大了，合作過(guò)程中設(shè)計(jì)到多次修改，他們的工程師半句怨言都沒(méi)有，合作的過(guò)程非常滿意，產(chǎn)品準(zhǔn)時(shí)交給我們使用，...
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北京鐵道機(jī)車研究所

一次偶然的機(jī)會(huì)艾德杰的銷售人員聯(lián)系到我們，我們抱著試試看的心情從他那里訂購(gòu)了一臺(tái)電源，性能很好，從那之后我們就建立了長(zhǎng)期的合作關(guān)系，偶爾有一點(diǎn)點(diǎn)的小故障，他們的工作人員都會(huì)很快的過(guò)來(lái)幫忙處理。服務(wù)熱情周到，他們才是我們的好兄弟，好幫手。
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李明仕

湖北武漢人 1970年7月出生碩士學(xué)歷。從事電源設(shè)計(jì)研發(fā)工作30年，先后擔(dān)任多家電源公司的技術(shù)總監(jiān) 技術(shù)成果 1． 1996年獲武漢市科學(xué)技術(shù)研究成果證書武科成證字(96)第014號(hào) 登記號(hào)WK9601003 成果名稱:DTK系列開(kāi)關(guān)型直流穩(wěn)壓電源 2． 1996年武漢高創(chuàng)電子有限公司的電源項(xiàng)目獲得電源行業(yè)的第一個(gè)國(guó)家火炬計(jì)劃 3． 2000年武漢玉星電子有限責(zé)任公司<<電壓過(guò)零檢控軟開(kāi)關(guān)電源>>項(xiàng)目獲科技部中小型企業(yè)創(chuàng)新基金無(wú)償資助,項(xiàng)目代號(hào)20004214054563 4.　電源方面各項(xiàng)專利近20項(xiàng)，其中發(fā)明專利2項(xiàng)。 5. 國(guó)內(nèi)電源期刊上發(fā)表多篇論文。

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沈錦飛

1955年出生，現(xiàn)任江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院教授、碩士生導(dǎo)師。主要從事電力電子電路、裝置與電能質(zhì)量控制的研究和教學(xué)工作，發(fā)表學(xué)術(shù)論文30多篇，其中EI檢索5篇，獲得教育部科技進(jìn)步獎(jiǎng)、江蘇省教學(xué)成果獎(jiǎng)、無(wú)錫市科技進(jìn)步獎(jiǎng)，多項(xiàng)發(fā)明專利，主編本科教材；被評(píng)為無(wú)錫市優(yōu)秀教師、市級(jí)先進(jìn)個(gè)人。是中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)會(huì)員、江蘇省電工協(xié)會(huì)自動(dòng)控制系統(tǒng)專委會(huì)委員、無(wú)錫市自動(dòng)化學(xué)會(huì)理事、無(wú)錫市電機(jī)工程學(xué)會(huì)理事。

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顏文旭

1971 年出生，現(xiàn)任江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院教授，碩士生導(dǎo)師。現(xiàn)主要從事電力電子技術(shù)及智能控制、機(jī)電一體化及過(guò)程控制等領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)工作，發(fā)表學(xué)術(shù)論文30篇（其中EI收錄6篇），獲專利12項(xiàng)，參加編制十二五國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，省青年科學(xué)基金項(xiàng)目，市級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，主持方塊地毯自動(dòng)包裝生產(chǎn)線開(kāi)發(fā)、2.0MW風(fēng)力發(fā)電變流器、10kV高壓固態(tài)軟起動(dòng)器、船舶壓載水物理強(qiáng)化處理核心技術(shù)...

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