近年來電子技術(shù)日新月異，成為推動社會進(jìn)步的主要技術(shù)之一，其中，LED技術(shù)就是其中之一，本文主要探討了LED技術(shù)中非隔離DC/DC技術(shù)的應(yīng)用。

　　《電子設(shè)計工程》電子科技核心期刊，創(chuàng)刊于1993年，由西安三才科技實業(yè)有限公司主辦。中國科技核心期刊(科技論文統(tǒng)計源期刊)，原名《國外電子元器件》，主要介紹具有較高學(xué)術(shù)水平的、電子領(lǐng)域相關(guān)的理論、技術(shù)、方法的專業(yè)性技術(shù)期刊。

　　在非對稱的開關(guān)電源電路拓?fù)渲?特別是對于性能良好的正激電路或正激有源箝位電路,在二次側(cè)的同步整流中,為了實現(xiàn)ZVS方式的同步整流,消除MOSFET體二極管的導(dǎo)通損耗和反向恢復(fù)時間帶來的損耗,TI公司的專利技術(shù)"預(yù)檢測柵驅(qū)動技術(shù)"在控制芯片中增加了大量的數(shù)字控制技術(shù),正激電路同步整流的控制芯片UCC27228的誕生使正激電路的效率達(dá)到了前所未有的高效率。

　　一、非隔離DC/DC技術(shù)迅速發(fā)展

　　近年來,非隔離DC/DC技術(shù)發(fā)展迅速。目前一套電子設(shè)備或電子系統(tǒng)由于負(fù)載不同,會要求電源系統(tǒng)提供多個電壓擋級。如臺式PC機(jī)就要求有+12V、+5V、+3.3V、-12V四種電壓以及待機(jī)的+5V電壓,主機(jī)板上則需要2.5V、1.8V、1.5V甚至1V等。一套AC/DC中不可能給出這樣多的電壓輸出,而大多數(shù)低壓供電電流都很大,因此開發(fā)了很多非隔離的DC/DC,它們基本上可以分成兩大類。一類在內(nèi)部含有功率開關(guān)元件,稱DC/DC轉(zhuǎn)換器。另一類不含功率開關(guān),需要外接功率MOSFET,稱DC/DC控制器。按照電路功能劃分,有降壓的STEP-DOWN、升壓的BOOST,還有能升降壓的BUCK-BOOST或SEPIC等,以及正壓轉(zhuǎn)成負(fù)壓的INVERTOR等。其中品種最多,發(fā)展最快的還是降壓的STEP-DOWN。根據(jù)輸出電流的大小,分為單相、兩相及多相。控制方式上以PWM為主,少部分為PFM。

　　在非隔離的DC/DC轉(zhuǎn)換技術(shù)中,TI公司的預(yù)檢測柵驅(qū)動技術(shù)采用數(shù)字技術(shù)控制同步BUCK,采用這種技術(shù)的DC/DC轉(zhuǎn)換效率最高可以達(dá)到97%,其中TPS40071等是其代表產(chǎn)品。BOOST升壓方式也出現(xiàn)了采用MOSFET代替二極管的同步BOOST的產(chǎn)品。在低壓領(lǐng)域,增加效率的幅度很大,而且正在設(shè)法進(jìn)一步消除MOSFET的體二極管的導(dǎo)通及反向恢復(fù)問題。

　　二、初級PWM控制IC不斷優(yōu)化

　　有源箝位技術(shù)歷經(jīng)十余年經(jīng)久不衰,自從2002年VICOR公司此項專利技術(shù)到期解禁之后,各家公司開發(fā)的新型有源箝位控制IC如雨后春筍般涌現(xiàn),給用戶提供了充分的選擇。

　　控制早期有源箝位控制技術(shù)的TI,不僅保持了原有的UCC3580系列,又新開發(fā)了性能更優(yōu)越的UCC2891-94,它采用電流型控制方式,綜合了高邊箝位、低邊箝位兩種控制方案,給出了全新的控制技巧。OnSemi先推出了低壓(100V)有源箝位的NCP1560控制芯片,隨后又推出了高壓應(yīng)用的控制芯片NCP1280,它既解決了LCDTV等離子TV電源的要求,現(xiàn)在又直指下一代無風(fēng)扇的PC機(jī)電源。

　　在大功率領(lǐng)域,全橋移相ZVS軟開關(guān)技術(shù)在解決開關(guān)電源的效率上功不可沒。從TI公司的UC3875到UCC3895,再從Linear公司的LTC1922到LTC3722增加了自適應(yīng)檢測技術(shù),使全橋移相技術(shù)達(dá)到了頂峰。然而,在同步整流技術(shù)普遍應(yīng)用的今天,它卻無法實現(xiàn)最佳的ZVS同步整流。因為全橋移相電路在本質(zhì)上是屬于非對稱的,它無法實現(xiàn)完全的ZVS同步整流,由于其開啟和關(guān)斷過程總有一半是硬開關(guān),因而效率比不上對稱電路拓?fù)涞腪VS方式的同步整流。最新的科技成果應(yīng)該是INTERSIL公司推出的PWM對稱全橋的ZVS控制IC-ISL6752。它既能控制初級側(cè)的四個MOS開關(guān)為ZVS工作狀態(tài),又能準(zhǔn)確地給出控制二次側(cè)的同步整流為ZVS工作狀態(tài)的驅(qū)動信號。采用這顆IC制作的400W的DC/DC再加上先進(jìn)的功率MOSFET,轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到95%。

　　對于小功率的LED驅(qū)動電源,則仍舊是反激變換器的PWM控制IC,但是它必須要能很好地解決二次側(cè)的同步整流的控制方式。OnSemi公司的NCP1207和NCP1377是高壓AC/DC領(lǐng)域的佼佼者。若能再配上TI公司的反激變換器的同步整流控制IC-UCC27226,則能使它們成為幾乎完美無瑕的高效率電源。低壓DC/DC領(lǐng)域中的反激變換器控制IC中,Linear公司的LTC3806則是上乘之作。LTC3806不僅能控制好PWM,還給出準(zhǔn)確的二次側(cè)同步整流驅(qū)動信號,是低壓小功率電源控制IC的杰作。

　　三、同步整流技術(shù)實現(xiàn)高效

　　從2002年美國銀河公司發(fā)表了ZVS同步整流技術(shù)之后,現(xiàn)在已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。這種方式的同步整流系巧妙地將二次側(cè)驅(qū)動同步整流的脈沖信號調(diào)為比一次側(cè)的PWM脈沖信號的上升沿超前,下降沿滯后的方法實現(xiàn)了同步整流MOS的ZVS方式工作。最新問世的雙輸出式PWM控制IC幾乎都在控制邏輯內(nèi)增加了對二次側(cè)實現(xiàn)ZVS同步整流的控制端子。例如:Linear公司的LTC3722、LTC3723,INTERSIL公司的ISL6752等。這些IC不僅努力解決好初級側(cè)功率MOSFET的軟開關(guān),而且著力解決好二次側(cè)的ZVS方式的同步整流,轉(zhuǎn)換效率可達(dá)94%以上。