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* 所屬類別： (不超過20項)	電源產品分類： UPS電源穩壓電源 EPS電源變頻電源凈化電源特種電源發電機組開關電源(AC/DC) 逆變電源(DC/AC) 模塊電源(DC/DC) 電源應用分類：通信電源電力電源車載電源軍工電源航空航天電源工控電源 PC電源 LED電源電鍍電源焊接電源加熱電源醫療電源家電電源便攜式電源充電機(器) 勵磁電源電源配套分類：功率器件防雷浪涌測試儀器電磁兼容電源IC 電池/蓄電池電池檢測變壓器傳感器軸流風機電子元件連接器及端子散熱器電解電容 PCB/輔助材料新能源分類：太陽能(光伏發電) 風能發電潮汐發電水利發電燃料電池其他類：其他
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* 內容：	<P>    如今，低功率解決方案已成為行業的熱門話題，尤其是電池供電的便攜式設備上的節能方案更是備受關注。一般來說，在較低電壓下工作的半導體器件，能夠延長手機和多媒體播放器等便攜設備在一次充電后的使用時間。然而，在關注便攜式設備的同時，人們很容易忽略了其他便攜性較低的設備，這些設備其實也要求更高的效率。環保問題和不斷上漲的電費，使市場更加重視日常電子設備的整體功率要求。</P> <P>    雖然我們傾向于從低電壓的角度去思考節能，但其實大部分電子設備都是通過國家供應的高壓電來運行的，有的采用直接通電，有的利用適配器充電。毫無疑問，采用高壓配電是將電力分配到廣闊地域的最有效方法，但這么高的電壓對用電地區來說實在太高，必須進行低效率的降壓過程。</P> <P>    因此，改進這個效率缺口的目的顯而易見，那就是如何能夠在將高AC電壓轉換為實用性更高的DC電壓的過程中，盡量提升效率。這種效率的最大化，對那些直接連接AC主電源的電氣設備來說尤其重要。</P> <P><STRONG>二極管橋式電路</STRONG></P> <P>    二極管橋式電路是電子工程領域的最基本元素。工程人員廣泛使用二極管橋式電路來為AC電壓進行全波整流，使之開始與<STRONG><A href="http://www.sdytech.com/news/20193.htm" target=_blank>DC電源</A></STRONG>的特性相近。然后采用電阻、電容和電感網絡濾波，使輸出直流電壓更加平滑。</P> <P>    二極管是由半導體材料P-N結形成的有源器件。但與硅控整流器和晶體管等更先進的有源器件相比，缺少了可控功能。所以標準二極管在正向導通時會出現約0.7V的正向導通電壓降，導致全波整流效率降低。這也反映了在大電流應用中，這種功率耗散可以造成非常大的熱量損耗和功率損耗。傳統的全波輸入橋式整流電路的另一個特點，就是不論任何時間，都會有兩個二極管同時進行導通，使功耗進一步加大。</P> <P>    雖然擁有以上的缺點，但該拓撲電路在低負載應用中仍是一個高性價比的解決方案。同時，它也在高功率應用中廣泛使用，并且日趨流行。比如DC電機現正逐漸取代AC感應電機，而這類設計多會通過二極管橋式電路來提供電壓轉換。此時的功率代價更為明顯。{$page$}</P> <P><STRONG>同步整流</STRONG></P> <P>    針對這個問題，國際整流器公司(IR)利用MOSFET的寄生二極管，開發了能夠更好利用半導體技術的全新解決方案。該解決方案改用四個FET來建立橋式結構(如圖1)電路，避免了使用二極管而產生的功率損耗。</P> <P align=center><IMG src="/uploadfile/newspic/2009/200908/20090813110159262.jpg" border=0></P> <P align=center><FONT style="FONT-FAMILY: 楷體_GB2312" color=#808080>圖1：用四個FET來建立橋式結構電路</FONT></P> <P>    同步整流技術會盡量保持晶體管在半個周期內處于導同狀態，從而減少晶體管體內寄生二極管的導通時間。當晶體管導通時，電流不會通過體二極管，從而與跨越整個半周期相比，大幅降低了功率損耗。</P> <P>    在運行狀態下，在AC電源半周期起始時，電流開始通過FET的體二極管，晶體管的漏極和源極之間便產生負電壓。檢測這個負電壓，控制電路便開通FET，從而使電流流過FET本體，而不是寄生二極管，從而降低器件的功耗。晶體管的RDS(on)越低，代表解決方案的效率越高。{$page$}</P> <P>    該技術的效能高低主要取決于兩個因素：所用的FETS和控制電路的準確性。如圖2所示，IR兩款同步整流控制芯片IRF1166和IRF1167為200V以下電壓提供一個簡單的分離式解決方案。這與采用4個FET來驅動無刷式DC電機的電路結構相似，必須確保正確的FET開關時間以避免短路。當AC電壓由0V開始上升，電流也會開始流過FET，從而產生負電壓, 此時，選用的FET決定了控制電路能否有效地感應到此負電壓。</P> <P align=center><IMG src="/uploadfile/newspic/2009/200908/20090813110242375.jpg" border=0></P> <P align=center><FONT style="FONT-FAMILY: 楷體_GB2312" color=#808080>圖2：IR兩款同步整流控制芯片IRF1166和IRF1167為200V以下電壓提供一個簡單的分離式解決方案</FONT></P> <P>    該設計的另一個挑戰，在于確保控制IC的比較器能夠承受高供電電壓，同時亦能檢測到體二極管的小反向偏壓。IR先進的Gen 5 HVIC技術，將精準低電壓功能與采用高壓隔離的高壓器件集成，從而成功戰勝這一挑戰。 </P> <P>    為了取得最大效益，FET必須在半個周期內全部導通，直到輸入電壓到0V，當然不能交叉導通。然而，控制電路有可能把這些緩慢變化的電壓/電流信號，錯誤當作下一個周期的電流前沿或后沿。當電流升高引起的壓降足夠高時，電路可能在輸入電壓過零點時，短時間反復啟動和關閉FET。這種情況最容易在電阻負載的電路中發生，因為電流變化率在該電路中比電容負載等其它電路慢。</P> <P>    解決這個問題的方法，是把一個RC網絡，兩個自舉二極管和自舉電容器加到控制電路中。這會在0V電壓范圍注入更多電流，在這個不確定電壓范圍內，確保FET源漏級電壓高于二極管閾值電壓。{$page$}</P> <P>    如果電壓高達600V，單IC方案可以集成自舉二極管，每個驅動器部分也可以用專用的可配置消隱時間模塊取代RC網絡，讓設計能夠容納不同的FET。設計也可以把FET、自舉電容器和控制功能集成到同一個器件中，成為現有二極管全波橋式整流器的直接代替品。這不僅能夠顯著節省功率，同時也大幅度減少所需的PCB空間。圖3展示了可以實現這種功能的集成動態橋式器件。</P> <P align=center><IMG src="/uploadfile/newspic/2009/200908/20090813110321618.jpg" border=0></P> <P align=center><FONT style="FONT-FAMILY: 楷體_GB2312" color=#808080>圖3：把FET、自舉電容器和控制功能集成到同一個器件中的集成動態橋式器件</FONT>■</P>