解析：LED开关电源技术四大趋势
作者：
新华网
来源：
日期：
2014-08-01 22:48
解析：LED开关电源技术四大趋势
2014-08-01 00:12:42 OFweek 半导体照明网 我要分享 本地收藏｜ 评论｜ 投稿｜ 订阅
关键字:LED电源 LED行业 LED照明
导读: 随着LED照明产业的快速发展，LED电源市场也快速膨胀。一方面，传统电源厂商纷纷推出LED电源产品，另一方面，众多创业型的企业也纷纷成立。根据专家分析未来LED电源的四大发展趋势。
对于小功率的开关电源，则仍旧是反激变换器的PWM控制IC，但是它必须要能很好地解决二次侧的同步整流的控制方式。OnSemi公司的NCP1207和NCP1377是高压AC/DC领域的佼佼者。若能再配上TI公司的反激变换器的同步整流控制IC-UCC27226，则能使它们成为几乎完美无瑕的高效率电源。低压DC/DC领域中的反激变换器控制IC中，Linear公司的LTC3806则是上乘之作。LTC3806不仅能控制好PWM，还给出准确的二次侧同步整流驱动信号，是低压小功率电源控制IC的杰作。
综上所述，开关电源设计时可以选择最佳控制方式和最佳电路拓扑。大功率应该是全桥ZVS加上二次侧ZVS同步整流，典型控制IC是ISL6752；中等功率到小功率应该是有源箝位正激变换ZVS软开关配上二次侧的预检测栅驱动技术的同步整流；而小功率应该是配好同步整流的反激变换。当然，这里没有绝对的界限，只是不同的条件下应该有相应的最佳选择。
四、同步整流技术实现高效
从上世纪90年代末期同步整流技术诞生以来，开关电源技术得到了极大的发展，采用IC控制技术的同步整流方案已经为研发工程师普遍接受，现在的同步整流技术都在努力实现ZVS、ZCS方式的同步整流。
从2002年美国银河公司发表了ZVS同步整流技术之后，现在已经得到了广泛应用。这种方式的同步整流系巧妙地将二次侧驱动同步整流的脉冲信号调为比一次侧的PWM脉冲信号的上升沿超前，下降沿滞后的方法实现了同步整流MOS的ZVS方式工作。最新问世的双输出式PWM控制IC几乎都在控制逻辑内增加了对二次侧实现ZVS同步整流的控制端子。例如：Linear公司的LTC3722、LTC3723，INTERSIL公司的ISL6752等。这些IC不仅努力解决好初级侧功率MOSFET的软开关，而且着力解决好二次侧的ZVS方式的同步整流，转换效率可达94%以上。
在非对称的开关电源电路拓扑中，特别是对于性能良好的正激电路或正激有源箝位电路，在二次侧的同步整流中，为了实现ZVS方式的同步整流，消除MOSFET体二极管的导通损耗和反向恢复时间带来的损耗，TI公司的专利技术"预检测栅驱动技术"在控制芯片中增加了大量的数字控制技术，正激电路同步整流的控制芯片UCC27228的诞生使正激电路的效率达到了前所未有的高效率。
再配合好初级侧的有源箝位技术之后，使这种最新的电路模式既做到了初级侧的软开关ZVS方式工作，又解决了磁芯复位及能量回馈，减轻了功率MOSFET的电压应力，还做到了二次侧的ZVS最佳状态的同步整流，综合使用这两项技术的中小功率的DC/DC变换器，其效率都在94%以上，功率密度也都能达到200W/in以上。
专家观点：能源紧缺急需节能政策出台
目前中国制造的开关电源占了世界市场的80%，但是高端市场上几乎没有我们的份额。我国目前能源紧缺，而电源行业又是一个与能源消耗密切相关的行业，所以需要政府以及学会团体应该在几个方面给电源的发展方向作出指导。
首先，彩电电源的空载功耗。在城市里很多家庭晚上看完电视后，采用遥控关断的方法关机，使电力白白消耗。这时彩电的空载损耗多在3.5W以上，欧洲标准是小于1W，日本标准是小于0.6W。
第二，国内各个家电厂商对于电源的效率要求不高，只要求价格。例如，DVD生产商在外配电源适配器时，宁可选择转换效率不足80%，空载损耗1.5W的49元一台的适配器，却不愿意选择转换效率90%以上，空载损耗<0.6W的59元一台的适配器。
目前，我们国家的石油进口已经超过50%，仍旧是缺油大国，如果私家车再多一些，我们到哪里去弄石油？是否该用法律及政策去鼓励企业和工程师多开发和生产高效率的电源呢？
对于小功率的开关电源，则仍旧是反激变换器的PWM控制IC，但是它必须要能很好地解决二次侧的同步整流的控制方式。OnSemi公司的NCP1207和NCP1377是高压AC/DC领域的佼佼者。若能再配上TI公司的反激变换器的同步整流控制IC-UCC27226，则能使它们成为几乎完美无瑕的高效率电源。低压DC/DC领域中的反激变换器控制IC中，Linear公司的LTC3806则是上乘之作。LTC3806不仅能控制好PWM，还给出准确的二次侧同步整流驱动信号，是低压小功率电源控制IC的杰作。
综上所述，开关电源设计时可以选择最佳控制方式和最佳电路拓扑。大功率应该是全桥ZVS加上二次侧ZVS同步整流，典型控制IC是ISL6752；中等功率到小功率应该是有源箝位正激变换ZVS软开关配上二次侧的预检测栅驱动技术的同步整流；而小功率应该是配好同步整流的反激变换。当然，这里没有绝对的界限，只是不同的条件下应该有相应的最佳选择。
四、同步整流技术实现高效
从上世纪90年代末期同步整流技术诞生以来，开关电源技术得到了极大的发展，采用IC控制技术的同步整流方案已经为研发工程师普遍接受，现在的同步整流技术都在努力实现ZVS、ZCS方式的同步整流。
从2002年美国银河公司发表了ZVS同步整流技术之后，现在已经得到了广泛应用。这种方式的同步整流系巧妙地将二次侧驱动同步整流的脉冲信号调为比一次侧的PWM脉冲信号的上升沿超前，下降沿滞后的方法实现了同步整流MOS的ZVS方式工作。最新问世的双输出式PWM控制IC几乎都在控制逻辑内增加了对二次侧实现ZVS同步整流的控制端子。例如：Linear公司的LTC3722、LTC3723，INTERSIL公司的ISL6752等。这些IC不仅努力解决好初级侧功率MOSFET的软开关，而且着力解决好二次侧的ZVS方式的同步整流，转换效率可达94%以上。
在非对称的开关电源电路拓扑中，特别是对于性能良好的正激电路或正激有源箝位电路，在二次侧的同步整流中，为了实现ZVS方式的同步整流，消除MOSFET体二极管的导通损耗和反向恢复时间带来的损耗，TI公司的专利技术"预检测栅驱动技术"在控制芯片中增加了大量的数字控制技术，正激电路同步整流的控制芯片UCC27228的诞生使正激电路的效率达到了前所未有的高效率。
再配合好初级侧的有源箝位技术之后，使这种最新的电路模式既做到了初级侧的软开关ZVS方式工作，又解决了磁芯复位及能量回馈，减轻了功率MOSFET的电压应力，还做到了二次侧的ZVS最佳状态的同步整流，综合使用这两项技术的中小功率的DC/DC变换器，其效率都在94%以上，功率密度也都能达到200W/in以上。
专家观点：能源紧缺急需节能政策出台
目前中国制造的开关电源占了世界市场的80%，但是高端市场上几乎没有我们的份额。我国目前能源紧缺，而电源行业又是一个与能源消耗密切相关的行业，所以需要政府以及学会团体应该在几个方面给电源的发展方向作出指导。
首先，彩电电源的空载功耗。在城市里很多家庭晚上看完电视后，采用遥控关断的方法关机，使电力白白消耗。这时彩电的空载损耗多在3.5W以上，欧洲标准是小于1W，日本标准是小于0.6W。
第二，国内各个家电厂商对于电源的效率要求不高，只要求价格。例如，DVD生产商在外配电源适配器时，宁可选择转换效率不足80%，空载损耗1.5W的49元一台的适配器，却不愿意选择转换效率90%以上，空载损耗<0.6W的59元一台的适配器。
目前，我们国家的石油进口已经超过50%，仍旧是缺油大国，如果私家车再多一些，我们到哪里去弄石油？是否该用法律及政策去鼓励企业和工程师多开发和生产高效率的电源呢？
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