随着台达电子（Delta Electronics）和光宝科技（Lite-On
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2009-1-4 来源：本站 阅读数：次
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在全球倡导节能环保、提高能效的背景下，电源|稳压器系统正面临前所未有的挑战，这些挑战来自两个方面：一方面，环境的恶化迫使人们不得不考虑采用更加清洁的替代能源；另一方面，电子设备的迅猛发展亟需提升现有电源系统的转换效率，在满足政府及相关组织提出的节能环保标准和规范(如1瓦计划、美国能源之星、80 PLUS等)的同时，还应考虑消费者的需求和成本因素。从当前的技术水平来看，改善电源转换效率，优化不同负载条件下的功耗仍然是半导体厂商所关注的焦点。
创新交错式PFC结构能够改善AC-DC转换效率
由于身处电源系统的最前端，AC-DC转换器的效率和节能特性变得越来越重要。影响AC-DC转换器效率提升的因素包括铜损耗、磁芯(磁性元件)损耗、EMI滤波器损耗和开关器件损耗等。这既牵涉到原材料本身的改进也涉及设计复杂程度和设计技巧的问题。安森美半导体汽车及电源管理部全球销售及市场总监郑兆雄介绍道，对此，安森美半导体的思路是针对具体功率应用需求选择合适的工作模式，如连续导电模式(CCM)、临界导电模式(CRM)或不连续导电模式(DCM)等，优化材料的选用并采用合适的设计技巧。基于安森美NCP1606的240W CRM PFC可以实现高于93%的效率，基于NCP1654的300W CCM PFC更可实现高于95%的效率。此外，还可以考虑采用最新的PFC结构，如无桥PFC和交错式PFC等。安森美半导体目前已经拥有符合80 PLUS规范要求的方案，并将在今年推出能效达85%的解决方案。
除了采用损耗较低的器件，改善AC-DC电源性能主要还可通过谐振转换、同步整流等技术来进行。飞兆半导体(Fairchild)公司计算、通信和消费电子产品高级市场总监Guy Moxey解释道，过去，运用谐振技术的最大障碍是设计和实现过于复杂。LLC技术可消除大部分的不利因素，使用飞兆半导体的FSFR2100 LLC控制器可以最少的元件实现LLC转换器，从而降低设计复杂性，并可在多种应用中用于实现节能。
良好的PFC设计对于提高效率大有裨益。正如德州仪器|仪表中国区高性能模拟产品业务开发经理张洪为所强调的，“采用定频CCM的PFC通常会EMI太高，肖特基二极管的反向恢复造成的耗散太高；变频的临界模式则往往峰值电流太大、效率较低。”因此，TI在2007年发布了2款交错式PFC：UCC28060(临界模式)和UCC28070(连续模式)，前者很好地解决了600W以下的PFC设计问题，后者则通过双路交替，任意级联无限扩充的方法，解决了600W以上乃至数千瓦应用的PFC问题。这两款集成化交替模式的解决方案能够大幅降低EMI滤波器的成本开销，提高效率，并减小热应力和磁芯尺寸。
对于提高AC-DC转换效率，亚诺德半导体(ADI)公司提供了另一种解决思路：在当前大部分系统中，AC-DC转换器并不与系统就运行状态信息和供电方面进行通信。如果系统实时地向AC-DC转换器发送供电需求，AC-DC转换器可以根据信息改变运行结构或拓扑结构，即使负载在大范围变化也能实现较高的效率。
“通过电源的智能控制，可以实现系统与电源转换器之间的通信。可以实时地向脉宽调制控制器发送优化的电压与电流控制信号。系统控制器通过数字信号处理器或微控制器读取电压、电流、效率与温度数据。此外，系统还可以监控供电情况。”ADI亚太区电源管理产品总监翟至钧说。ADI公司新推出的ADP1043数字脉宽调制(PWM)电源控制与管理器件为设计工程师提供高度集成的电路架构和灵活性，利用直观的GUI(图形用户接口)可以在几分钟内配置系统电源参数。在终端系统实现方面，ADP1043有助于系统集成人员优化电源供电效率，同时缩短设计周期，实现智能的电源管理系统。
Power Integrations(PI)公司市场副总裁Doug Bailey的观点是，电源效率的提高要归功于造成损耗的各种元件的减少。由于电容引起的开关损耗、MOSFET的传导损耗以及输出二极管损耗占着主导地位。采用更大的MOSFET、用于谐振的双开关解决方案、用MOSFET代替输出二极管都是一些很容易实现的拓扑变化，这些方法可以获得实质性的效率改善。PI的LinkSwitch产品线通过消除二次反馈和光耦可实现提高效率和减低成本的目标。去除包括电流感测电阻和光偏置在内的耗能元件可提高系统效率并降低成本。
DC-DC转换的重点仍然是针对待机条件优化效率
对于DC-DC转换器而言，要提高其能效需要从多方面入手。例如，降低变压器初级导通损耗、降低开关损耗、降低次级损耗及降低磁芯损耗等。安森美的郑兆雄表示，可以分别通过降低导通阻抗和/或降低初级峰值电流及均方根电流；采用软开关技术；降低整流器压降(使用低正压降的二极管或FET整流器)；采用更好的磁芯材料来实现以上目标。从整体角度来看，提高DC-DC转换器的开关频率，可
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