電源模塊最新技術分享
一.電源模塊有關開展概略
一向以來,電源模塊(AC/DC適配器等)因其對電氣商品的功用和功用發(fā)作的直接影響較小而罕見重視,但近些年來,對這類電源的重視達到了史無前例的高度。究其主要因素,能夠說是“環(huán)境”。這些年,世界各地頻頻發(fā)作環(huán)境疑問,各國展開了許多致力于減輕環(huán)境擔負的舉動,當然對電源的環(huán)保戰(zhàn)略也早已提上日程。其要害點有以下兩個。
1.高效化
跟著電氣商品的出產量逐年添加,用電量也與其成正比呈逐年上升趨勢?,F(xiàn)在,電氣商品每年的出產量約50億臺擺布,其間絕大多數商品均搭載有電源模塊和電源電路。假設這些電源的損耗能夠改進1W(瓦),簡略地計算一下每年可節(jié)省50億W,節(jié)能作用相當于5座核電廠。在這種布景下,各國的規(guī)范集體等也紛繁提高能效規(guī)范,請求開發(fā)契合這些規(guī)范的電源模塊和電源電路。
在此介紹一下對電源模塊高效化請求的代表性規(guī)范---美國能源部(DOE)擬定的能效規(guī)范。美國能源部于2014年2月3日公布了對AC適配器等外部電源更嚴格的能效請求。從2016年2月10日今后(估計),不契合新規(guī)范(表1、表2)的目標外部電源將無法在美國國內出售。因而,以AC/DC適配器廠家等為主的公司正在加快推出滿意該規(guī)范的商品。
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表1.DOECEC6級外部電源能效規(guī)范AC/DC電源(輸出電壓≧6V)
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表2.DOECEC6級外部電源能效規(guī)范AC/DC電源(輸出電壓<6V)
2.削減工業(yè)拋棄物
跟著電氣商品出產數量的添加,其拋棄物也在添加,為了削減這些工業(yè)拋棄物,請求做到3R(削減運用:Reuse,重復運用:Reduce,循環(huán)運用:Recycle)。而一向以來,電源商品僅部分組成元器件和材料能夠循環(huán)運用,大多數均被拋棄?,F(xiàn)在,減輕這類環(huán)境擔負的技能開發(fā)獲得不菲效果,不斷增加的商品開端搭載電源模塊和電源電路。在不久的將來,這些技能有望為工業(yè)拋棄物的削減作出更大貢獻。
本文將圍繞這些要害詞對于電源的高效化以及技能和運用等進行介紹。
二.同步整流與低功耗化功用
作為完成電源模塊(AC/DC適配器等)高效化的技能,包含開關元器件(MOSFET)等商品技能的開展和電路技能的改進,其間同步整流辦法在改進電路技能方面?zhèn)涫懿毮俊?/span>
在以往的AC/DC轉換器中,依據電路簡略、相對便宜的因素,整流元件一般運用二極管,但這種二極管的正向電壓(Vf)致使的導通損耗一向是高效化的障礙。別的,為按捺二極管的發(fā)熱,還需要散熱器等散熱辦法,這就需要相應的空間,在裝置方面也帶來一些疑問。作為下降這種損耗的對策,現(xiàn)在現(xiàn)已逐漸開端選用同步整流辦法。
同步整流辦法的整流元件運用MOSFET,經過更低的導通電阻(低Ron)來下降導通損耗(圖1)。作業(yè)與一次側的開關作業(yè)同步使整流元件的MOSFET進行ON/OFF。
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圖1.同步整流辦法
同步整流辦法自身絕大多數選用低壓(尤其是12V以下)DC/DC轉換器,因而并非全新技能的商品??墒?,AC/DC轉換器存在操控辦法等課題,這一向阻止著同步整流辦法的遍及?,F(xiàn)在,許多AC/DC轉換器均選用PWM反激式操控(ON/OFF辦法),該辦法依據輸入輸出條件和變壓器規(guī)范進行接連形式作業(yè)??墒牵谕秸鬓k法下進行接連形式作業(yè)時,可能會致使無法正常操控,因一次側的開關元件和二次側的整流元件一起導通,會貫穿電流形成元件損壞。因而,大多數情況下,同步整流辦法僅限添加了避免一起導通的維護電路時、以及不接連形式作業(yè)時(準諧振辦法和不接連形式作業(yè))運用。
可是,這次開發(fā)的ROHM同步整流IC,成功攻克了該課題,完成并選用了在接連形式作業(yè)時也無需格外維護電路的安穩(wěn)的同步整流作業(yè)。因而,與以往的二極管整流對比,電源模塊全體功率提高了3%以上(本公司對比數據)(圖2)。
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圖2.二極管整流/同步整流功率對比
別的,ROHM同步整流IC選用同步整流操控部+分流穩(wěn)壓器部的構造,一個IC具有兩種功用。分流穩(wěn)壓器部完成低電流作業(yè)(40uA),同步整流操控部經過無負載時等主動進入休眠形式,下降作業(yè)電流。由此,與以往運用通用分流IC時對比,無負載時的功耗下降了25mW以上(本公司對比數據)
三.減輕環(huán)境擔負的技能:USB Power Delivery
作為減輕環(huán)境擔負的技能之一而被寄予眾望的是USB Power Delivery(USBPD)。
USBPD經過USB銜接可完成高達100W的供電。USBPD依據不一樣設備的電源電壓請求,來調整AC/DC適配器等電源的輸出電壓。以往每臺設備都需要電源,而使用USBPD則可同享1個電源。別的,以往在設備之間主要是數據通信,而經過USBPD可一起完成雙向彼此供電(圖3)。
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圖3.何謂USB Power Delivery
在USBPD的遍及過程中,USB銜接器的開展也已變成重要因素。在以往的平板電腦和智能手機中遍及的Type-A/B銜接器最大可供電10W擺布,這是以僅1節(jié)鋰離子電池的充電為條件的,充電端的電源電壓(USBVBUS)被限定為5V。新推出的Type-C銜接器,與USBPD聯(lián)系運用,使電源電壓不再受5V約束,可最高提高到20V,然后可完成最高達100W的供電。由此,從以往的電池充電等小功率用途擴展到可用作設備本體的主電源。別的,Type-C銜接器不只具有最大功率優(yōu)勢,還具有可不分正反刺進等優(yōu)勢,估計將會變成將來USB銜接器的主流商品。
ROHM不只具有滿意以往的USBType-A/B規(guī)范的USBPD操控IC(BD92S系列)商品,還新開宣布滿意最新的USBType-C規(guī)范Rev1.1和USBPD規(guī)范Rev2.0的USBPD操控IC(BM92T系列)。BM92T系列在以往僅可供電10W擺布的滿意Type-C規(guī)范的設備之間,可完成高達100W(20V/5A)的供受電。由此,電腦和電視等需要大功率的設備,也可經過USB端子供電來股動(圖4)。
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圖4.USBPDType-C運用例
一起,在USB端子的傳統(tǒng)用途---智能手機和平板電腦等中,可完成比以往高約4倍以上的疾速充電。別的,還支撐可經過USB通信信號線傳輸視頻信號的Alternate-Mode操控,無需視頻專用端口,因而,可在供電的一起傳輸視頻信號等,十分有助于構筑愈加便當的環(huán)境。
四.減輕環(huán)境擔負的技能:無線供電
作為下降環(huán)境擔負的技能,無線供電也備受重視。
跟著平板電腦和智能手機等移動設備的日益遍及,“無線”數據傳輸現(xiàn)已習以為常,但電力傳輸還是以充電器(AC/DC適配器等的,電源模塊m.79868.cn.有線傳輸為主流。無線供電因其可解決這類有線充電和每個設備必須有配套充電器的費事而廣受重視,并且,從削減充電器的視點看還具有環(huán)保的長處。
現(xiàn)在,跟著以WPC和PMA為首的旨在遍及無線供電的規(guī)范集體建立并擬定國際規(guī)范,無線供電技能以歐美為基地現(xiàn)已開端逐漸在智能手機和基礎設施中得以運用。
ROHM面向平板電腦和智能手機等移動設備,一向在推動無線供電操控IC(BD57015GWL:承受端/終端,BD57020MWV:發(fā)射端/充電端)的開發(fā)。
這兩款商品均為契合無線供電(無線充電)國際規(guī)范WPC(WirelessPowerConsortium)最新Qi規(guī)范中等功率規(guī)范的芯片組,在平板電腦等10W級運用中完成了無線供電。別的,接收端/終端的BD57015GWL還支撐在北美商場推廣的無線供電國際規(guī)范PMA(PowerMattersAlliance),完成了可主動切換WPC(10W)和PMA(5W)的雙模充電(圖5)。
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圖5.無線供電
估計將來電源模塊和電源電路將面對愈加嚴苛的能效規(guī)范和環(huán)境疑問。要想滿意這些需要,請求咱們不只僅停留在電源模塊和電源電路上,而是采取著眼于電氣商品全體的舉動。ROHM將致力于歸納運用,繼續(xù)推動滿意這些商場需要的商品開發(fā)。了解更多電源模塊信息請點擊http://m.79868.cn/news/industry.html
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