在典型的AC-DC开关电源(SMPS)中,交流电源经过整流和滤波后进入功率因数校正(PFC)级。然后,通过高频调制技术(有时为了减小变压器和电感元件的尺寸而使其超过1 MHz的频率)将其输送到具有所需电压和电流额定值的直流负载。 为了找到最好的应用解决方案,设计人员必须选择最佳功率拓扑(反激、降压或准谐振)或者实现(基于高度集成的转换器或使用离散功率开关和控制器),或者甚至决定使用先进的数字实现。
LLC谐振变换器
LLC转换器是一种有三个电抗元件的谐振转换器,通过半桥接或全桥接的开关网络将直流输入电压转换成方波并输入谐振槽路,以便有效地滤除谐波并提供正弦曲线电压和电流波形。这反过来输入变压器,以实现电压缩放和初级/次级隔离。对谐振槽路的谐振方波频率进行调制可控制转换器的功率流。 在LLC谐振转换器中,所有半导体开关是软开关或零电压开关(针对初级MOSFET而打开)和零电流开关(针对次级端整流器打开和关闭),从而导致较低的电磁辐射水平(EMI)。此外,它支持在磁性元器件中实现高度集成,帮助设计具有更高效率
查看应用详情 PFC转换器-三相输入
功率因数校正作为一种技术可对交流电路中的输入电流进行整形,使其尽可能地正弦化,以减少谐波失真和相关损耗,并确保输入电流与输入电压同相,从而使功率因数接近于1。作为相对大功率开关电源(SMPS)的前端,三相功率因数校正器可以采用多种不同拓扑以满足特定要求。
查看应用详情 PFC转换器-单相输入
功率因数校正旨在将输入电流整形为正弦波,以减少谐波失真及其相关的损耗,并使交流电路中的功率因数接近1。 单相功率因数校正器位于功率相对较高的开关电源(SMPS)前端,可包含在满足特定要求的不同设计拓扑中。具有两个或多个小型交错式功率级的交错架构也有助于实现较高的功率密度。还可实现无桥拓扑,以进一步提高PFC和整流器前端组合的效率,并通过最小化线电流路径中的半导体器件数量来帮助减少导通损耗。
查看应用详情 PS ZVS FB转换器
在移相全桥零电压开关转换器中,全桥的两个支路将通过两个方波进行切换,方波的相移将由转换器的控制回路进行调制,而产生的方波将被输入到负责提供初级/次级隔离和电压调节的变压器的初级端。利用晶体管的电容与变压器漏感之间的寄生谐振,我们可以确保初级电路中的全部四个开关均实现软开关,也就是理想的零电压开关 (ZVS)。为了扩大ZVS在轻负载状况下的作用范围,我们将一个谐振电感与变压器的初级绕组进行了串联。
查看应用详情 双开关反激式转换器
在双开关反激拓扑中,为了克服传统反激拓扑的局限性,我们为其增加了高侧功率MOSFET(位于输入电压轨和变压器之间)和缓冲二极管;这是因为总电压应力将在两个晶体管之间平均分配。
查看应用详情 双开关正激式转换器
在双晶体管正激中,初级端的两个晶体管被接通,功率先转移到变压器的次级绕组,然后再转移到输出电容和负载。当关断时,初级端的二极管会将晶体管承受的峰值电压箝位到输入电压,从而降低应力。双晶体管正激拓扑经常应用在服务器和电信开关模式电源(用作市电级DC-DC转换器)以及弧焊设备中。
查看应用详情 反激式变换器
在它的各种实现(包括初级侧和次级侧稳压、固定开关频率或准谐振模式)中,输出功率从几瓦到100瓦不等的离线转换器通常采用隔离或非隔离反激式拓扑。 电路运行基于单开关拓扑,当功率开关打开时,从输入端获得的能量存储在变压器的初级电感中,当功率开关关闭时,能量转移到次级输出端。 效率、功率密度和低待机功耗是反激式拓扑的关键要求,同时也是可靠性的要求。
查看应用详情 降压和降压升压变换器
基于buck(或降压式)、以及buck-boost(或升/降压式)拓扑的离线式转换器将电源转换为稳压直流输出(可以是正输出,也可以是负输出),无需隔离变压器,只需调节功率开关的占空比。 电感器件中的电流波形定义转换器的运行模式(当电感器件中的电流从未降到零时是连续模式,当电流在给定的时间间隔内保持为零时是不连续模式)、电感器件电流在某个点为零时的边界模式或过渡模式。这两种拓扑都可以使用低成本的电感器件进行能量存储和从输入到输出的转换。
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无论他们的选择是什么,合适的半导体产品是满足他们特定设计目标的关键。意法半导体广泛的产品组合包括高度集成的AC-DC转换器和控制器、硅和碳化硅(SiC)功率MOSFET和整流器、IGBT、保护IC、以及专门设计的数字控制器和STM32微控制器。我们还提供全套硬件和软件评估与开发工具(包括我们的 eDesignSuite),帮助工程师设计高效率的电源和转换器。