美国环境保护署的“能源之星(EPA)(Energy Star)计划正式开始于2007年7月20日,这是最低性能要求的个人电脑在不同荷载作用下。同时,它也为其他设备,包括稳压器服务器或外部稳压器(使用在如...美国稳压器署(EPA)能源之星(Energy Star)计划正式开始于2007年7月20日,这是不同的荷载规范下的最低效率的个人电脑。同时,它也为其他设备,包括稳压器服务器或外部稳压器(使用在如游戏机或笔记本电脑等)等一系列家居设备规划或制定了类似的要求。由于能源之星在制定和其他国家和地区的同类机构,所以它已在这些国家通过。稳压器在降低稳压器消耗的平衡,所以在面对监管标准和消费者的需求较高,重新审查其设计是非常紧迫的。虽然传统的拓扑结构可以提高,以实现更高效,但它可以清楚地看到,旧的设计的产品,价格会低。在本文中,我们提出了两种设计方法,可以满足更有效的要求,并控制目标的成本,并比较它与传统的拓扑结构。对于一个特定的应用程序拓扑选择的几个因素,包括传统的拓扑结构,输入电压范围是普遍的还是只适用于一个特定区域,输出电压是单个或多个(电流大小也是重要的条件),绩效目标,尤其是在不同载荷下的性能现在。传统上,在成本的大规模生产中,设计工程师的拓扑结构和熟悉的组件是易于购买的考虑因素,其他因素也包括设计很容易实现,在稳压器产业链的设计是已知的。传统的设计方法主要是流行的单或双开关正向开关的前向开关和半桥结构,结构。满足当前的需要的一个坚实的解决方案。然而,如上所述,新兴的标准需要权力,以实现更高的效率比以前。在过去,一个典型的台式机稳压器可以实现最高性能的70%至60%,但现在需要在额定负载的20%或50%的稳压器和100%可以达到80%的最低。同时,最近似乎能够实现20%以上的70%个或更多的负载下的性能趋势,待机功耗可以继续下降。我们将讨论的三种传统的拓扑结构的优点和缺点,并介绍了两种新的拓扑结构。1单交换机在图1这种拓扑结构是相当流行的,主要是由于小数量的组件和设计要求,但对于不同的负载条件下的高效率可以是这种拓扑结构的一个新的挑战。这种拓扑结构的效率是有限的,当它接近满负荷或满载时的50%占空比。在轻负载时,开关损耗主要是由性能差引起的。许多新的设计使用功率因数校正(PFC)前端降低谐波电流,在PFC输出电压400 V,单开关正激模式被迫使用超过900 V开关FET的成本,提高。图1单开关正向扩展2双开关前图2是另一个使用一个相当常见的拓扑结构,这是一个升级版本的问题,解决了开关电压限制。它仍然是一个硬开关电路,具有很高的开关损耗。问题是需要使用栅极驱动稳压器或芯片的驱动电路来驱动高压侧MOSFET。图2双开关前半桥稳压器3图3中的一半,是另一个高功率要求的选择。单或双开关正激开关和稳压器电流互感器可以代替,半桥的两象限和降低原边FET。稳压器的结构和输出整流器比单一的正拓扑结构更复杂,也有高的开关损耗。图3半桥式拓扑结构电路拓扑结构,以满足新的更高的性能要求,稳压器已经开发了一些新的拓扑结构。新的电路拓扑结构不一定是一个新的发明,而是一个新的应用程序的新电路。其中,最重要的两种拓扑结构的有源箝位正激和双电感和电容(LLC)。1有源箝位正激有源箝位正激拓扑图4是一个长时间的软开关结构,虽然类似的结构和传统的积极的拓扑结构,但在过去一直被视为一个结构是很难实现的,所以主要的[工业电器网-中国工业电器网]被应用在特殊的领域例如,电信领域。然而,随着新的集成电路的引入,这种结构的实现变得非常简单。图4一个morimi半导体ncp1562有源箝位正激拓扑拓扑结构中,由电容器开关复位串行附属在全关闭时间的稳压器主开关,它可以消除无效时间的结构提出了单开关。它的主要优点包括低开关损耗,可以在50%以上的占空比,减少开关上的主电流应力。同时,这种结构还提供了自驱动的同步整流功能,省去了特殊的栅极驱动电路。此外,低电压MOSFET的价格越来越低,使用MOSFET和同步整流技术已成为实现低电压大电流整流器的一种可行的方案。利用有源钳位器件和有源箝位晶体管控制虽然它似乎增加了电路的复杂性,但它可以用于保存缓冲电路、复位电路和较低的总开关的要求得到补偿。这种结构也可以被用于在一个范围广泛的输入电压范围,因此是适合于广泛的应用,包括视频游戏机。这种结构的主要缺点是,有没有大量的应用程序,如在计算机中,所以一般的台式机设计工程师是不熟悉的。然而,作为一个morimi半导体等公司不断推出产品,这种拓扑结构的实现已经减少。在较大的该结构也可以被用来降低在批处理应用程序中的组件的成本。这种拓扑结构的另一个缺点是比较两个开关的正向或半桥稳压器,开关到更高的额定电压。在图5中的2的有限责任公司的谐振半桥拓扑结构,特别是对高输出电压的应用,如液晶显示器和等离子电视应用。图5有限责任公司谐振半桥拓扑和有源钳位拓扑结构,这是一个超低的开关损耗,由于软开关拓扑超高效。其他的优点包括不输出电感,因此可以降低整体成本的实施。最后,由于半桥配置,可以减少压力的主要组成部分。另一方面,该结构也有一些缺点,最重要的是增加的磁设计的复杂性,高纹波电流和可变频率的输出电容。在同一时间,结构更难以设计一个宽的输入电压范围。虽然我们不能使用一个单一的拓扑结构作为一个解决方案,所有的应用程序,它可以被用来确定电路的结构,根据具体情况。在这里,我们使用12V或20A的输出稳压器的设计比较各种结构的差异,并比较集中在主要的设计问题,如原边开关或整流器或磁性或存储电容器等。虽然有其他的差异,但不是在本文的范围。各种不同的拓扑结构的差分结构如下。一次侧开关:300 ~ 400vdc输入电压范围,有源箝位稳压器初级峰值电流最小,单开关和双开关正激有源钳位和类似的均方根电流拓扑结构,但由于MOSFET的额定电压,将有更多的导电损耗。直流电压互感器二次整流桥谐振半桥应力最小,然后有源钳位,然后单开关和双开关正向稳压器。由于开关浪涌之间的关系,传统的电路结构更高。停留的时间可以通过增加的电容值或稳压器的输入范围来实现的请求。在磁特性中,谐振式半桥通过除去输出电感提供了一个明显的简化,但在稳压器高的设计中,这将是一个相当大的挑战。与传统的前向稳压器相比,有源钳位稳压器的输出电感在同一频率下可减少约13%。无输出电感的谐振稳压器,输出电容电流纹波最高。有源箝位正激式稳压器开关频率可以提升到一个较高的(200~300kHz),硬开关拓扑小于150khz。是一个可变的稳压器的谐振频率,负载供电电压低,最低的频率通常设定在60 ~ 70khz;轻负载的高电压稳压器,最高频率可达几百千赫