【FY249】使用同步整流器的高效率开关电源单元【PDF+WORD】【中文2800字】

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内容简介：: 使用同步整流器的高效率开关电源单元这份报告描述了一种为主机电脑提供的绝缘开关电源单元 (,这种单元是利用新开发的用来次级调整的同步调整电路组成的提高了 6%的处理效率和现在已经提高到了此这种电源单位具有高效率、低电压和高功率输出的特点。表格 1显示其规格的概要。图 1就是这个电源单位的外形。整流方式肖特基势垒二极管 (同步整流器输入电压 (V 20040出电压（ V 输出电流（ A） 300 360 输出功率（ W） 1080 1188 效率（ %） 75 81 功率损耗（ W） 360 278 大小 W/H/D （ 120/381/200 升） 60/381/250 公升）每单位量功率输出（瓦 /公升） 119 208 重量（流（ m3/ 作温度（） 0格 1 说明书图 1 以前的（左）和新单元（右）近年来，在规模集成电路技术作用下，已经有了从晶体管发射器连接逻辑电路（利用到利用高综合的互补金属氧化物半导体（方法。与此同时中央处理器、存储器和类似物的逻辑部分以相当快的速度正逐步走向小型化。尽管如此，把电源部分合成整体是有困难的，刚开始它占用了主机里面的大部分空间。直到现在，水冷却法已经被用来冷却逻辑部分。因为水冷却法是高效率的，它曾经也用来冷却电源。然而使用将制造水冷却单元（一种昂贵的组成部分）使多余的电源组成部分小型化。因此，只对电源组成部分用水冷却单元已经变得更加禁止的昂贵。通过减少电源的内在损耗和提高单位的处理效率使电源单位小型化已经变得有必要。此外，电源电压超过时间时从后到着，由肖特基势垒二极管此我们作出结论认定减少次级整流部分的损失将在小型化过程中是最重要的因素，并且要而发展使用同步整流电路开关电源单元。图 2是一种开关电源的外形，和图 3显示的是损失分析的结果。图上表明次级整流部分损失占有超过 40%整体损失。根据理论分析的观点，这分析的结果建议使用同步整流电路将改善处理效率，如图 4显示。图 2 常规电路图 3 功率损耗比较图 4 效率比较同步整流的基本概念已长期存在。然而，其当作一种产品实际的应用只是最近才开始。在移动设备中的同步整流器开始于手携式电脑，是一种重要的技术有利于延长这样电源设备的电池使用寿命。自从由于同步整流的作用，当非绝缘模式被使用控制电路就相对容易。因此促进开关对用途 , 在 C/换器而使用。但是当绝缘模式（需要变压器）被使用时，由于同步整流的作用使得控制电路有困难。因此，下面的问题将会遇到。因而绝缘模式只能用在具体的产品。图 5 显示了同步整流电路的正常使用。有很多的问题与这个电路相关。而且 , 处理效率不是象我们期望一样好。此外 , 其他严重的问题包括并行操作会遇到。图 5 早先同步整流电路 1)低边开关的推动不足正如图 6 说明 , 当主要开关 ( 在图 5) 被关闭 , 变压器被重新设置 , 造成引起的电压的消失。然后 , 低边开关关闭 ,电流流入部分二极管） , 导致在损失的增量。因此需要加肖特基势垒二极管 2 平行以增加物理量。当电源的输入电压的范围是宽广的并且其输入电压是高的 , 重新设置时间被变短和在当电流流入为其处理效率达到的几乎与使用所以使用同步整流电路的正面作用不是非常重大的。图 6 早先电路波形 2)在并行操作电流线路图 7 显示没有使用阻拦的二极管的单位并行操作。当一个单位的主要开关被关闭 , 另一单位输出提供电压给。结果 , 一个单位 (打开。然后高电流流经扼流圈而流失。这导致损坏和输出电压减小。并且 , 当在各个单位的号的发生不一至的时候 , 将产生同样的问题 , 造成对单位的损伤。图 7 并行操作 3)关断时间的延迟在大多数当前被发展的其 4 V 。正如图 8 所示 , 当由电压 (斜率 A)关断瞬时斜率的缓和区显示其极限。损失因由变压器产生的电流而增加，原因是关断时间的延迟。图 8 门限的两种波形 4)浪涌电压因为同步整流电路的操作是双向的 , 扼流圈电流将是连续的。当负载电流小的时候 , 流以反向流动。甚至在高边开关 1 电流通路被切断 , 则浪涌电压产生 , 正如图 9 所示。结果 , 到损伤。 5)在并行操作过程中的循环电流当有同步整流电路的各个单元是并行操作的，如果甚至有最轻微输出电压的差别，则大电流会较高的输出电压单元流到较低的输出电压单元。 (这在图 10 说明 .)通过变器电流反馈到主要边，在此之后，它再一次被变器返回次级边。结果，大的循环电流在因此，即使有轻负载电流，在单位里产生的损失也像用重负载发生一样的大。如下内容描述一个解决用第 5 部分描述的问题的方法。图 11显示新同步整流电路。图 13是一张说明在并行操作的构造的图表。图 9 产生浪涌电压的装置图 10 循环电流的根源图 11 新电路 1)低边开关的推动不足图 11显示 3。正如图 12说明的，当断开这样就产生变压器重新调节电压，使得 3加到当电压重新调节完成电压被除去时，不导通。在这点上，果，并联在步整流电路能够最小化它自身的损耗。 2）在并行操作中的电流环路图 11显示的 2通过隔离绕组（ 3）来驱动，使得于其他单元的潜在电流可以避免，并且他们可以并行操作。图 12 新电路波形 3)关闭时间延迟如图 11所示，变压器绕组个负电压加在门电路上。当 2打开，在变压器电压产生。因此，门电荷通过后，相反的电压加在 1关闭。（图 8中的斜线 B） 4）涌浪电压当一个等同于图 11中变压器的电流被检测到）， 1的电流或者相等的电流变成反向前关闭。通过关闭向电压加到 2关闭。然后 2进行整流。在感应电流在反方向流动时关闭够截止掉时，整流器前面的下降从 v。然而，因为负载电流很小，没有热量失灵发生。 5）平行操做中的循环电流循环电流通过利用对门电路驱动和停止在截止盘绕的关闭区域的分离来消除掉。 7特性图 14说明了新单元的效率和内部损耗的标准结果。象在图 4上所期望的结果，损耗被降低 23%，效率提高 6%。图 13 并联工作图 14 新电源单元的效率 8结论我们发展了一种新的同步矫正电路来克服和传统的同步整流电路关联的缺点。我们同时也在着手一种冷的绝缘开关电源提供单元的商业产品，同时它提供高效率，低电压和高输出电流。然而，因为种逻辑部件继续以一种很快的速度进行小型化发展，开关电源单元的小型化外围设备的比以往需求更强烈。因此，我们将需要在允许我们实现更高的效率水平的发展技术上工作。 9参考文献 1 89 2 F 998V V A) W) %) Y. i k i , H. Sh i , T. T. i -c i 21 1( 3.3 00 360 1080 1188 75 81 0040. W) /W I an C a % As a of is . 360 278 120 1381 1200 60 250 119 208 - 45 0 - 45 . n SI a of to of . K. i i , T. i 21 3 At at a it is to it is to of to is it in of by an it to a It to by of 098/$1998 98 of In of up of to be We of be in a 3. an of of of 0% of of of of to . (7 of 0 I I Q 80 W . i . . . i . . . i . . i . . . j 0,: :a . r)v 0 1 2 3 45 6 - . he of as a in is an in of it is to is to is C/DC it is to is is 5. a of as as we 99 of ) of s 01,2 ) is in of 2 is is a 2), to an in 2 to be 2 to of 2 is is as BD of 2) in 01,2 of to 2 As a is in 2 of of it to be in to f A 4 I Y :- I I: -f : I I . L. + of of of is is 2of 00 3) of n of th gs is V V. 1 2 V ), of of is by to in 4) of is of 1 be is 1 in in on 1 1 to be to be As a Q1 2 I 3+ T of a ) in in if is in (is 0.) is to by 2 it is to by 1 As a a 1 2. a in is as as 1 , 1 I I 0 of . he a to . 1 3 is a at 1) of 1 2 3. 2 01,2 it Q3 is is to 2 3. is is D3 is 2 is At Q2 th As a 2 in is to on t 2) at 1 2 N2 3) as 1 , a be in 3) of s 1, of 1 is 1 is a be to In 2, . I *Q4 is by 1 1 ) a to 1 is is Q4 is 1 or in By 4, is to 2 2 is 2. 2 in 1 At of 3 V. is no 0 . . . . . . O s; A 0 ) in he is by in of 7. 2 of 4 of of As , is 3% is %. 01,2 is 3. is

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