DC/DC轉(zhuǎn)換器,DC/DC轉(zhuǎn)換器是什么意思

概述

DC重所周知是直流的意思，DC/DC轉(zhuǎn)換器就是指直流電之間的轉(zhuǎn)換設(shè)備，在移動(dòng)電話、筆計(jì)本電腦、攝影機(jī)等產(chǎn)品中，需將低壓直流電壓變成高壓直流電壓，于是這些場(chǎng)合就需要用到DC/DC轉(zhuǎn)換器。

分布式電源系統(tǒng)應(yīng)用的普及推廣以及電池供電移動(dòng)式電子設(shè)備的飛速發(fā)展，其電源系統(tǒng)需用的DC/DC電源模塊越來(lái)越多。對(duì)其性能要求越來(lái)越高。除去常規(guī)電性能指標(biāo)以外，對(duì)其體積要求越來(lái)越小，也就是對(duì)其功率密度的要求越來(lái)越高，對(duì)轉(zhuǎn)換效率要求也越來(lái)越高，也即發(fā)熱越來(lái)越少。這樣其平均無(wú)故障工作時(shí)間才越來(lái)越長(zhǎng)，可靠性越來(lái)越好。因此如何開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出更高功率密度、更高轉(zhuǎn)換效率、更低成本更高性能的DC/DC轉(zhuǎn)換器始終是近二十年來(lái)電力電子技術(shù)工程師追求的目標(biāo)。例如：二十年前Lucent公司開(kāi)發(fā)出第一個(gè)半磚DC/DC時(shí)，其輸出功率才30W，效率只有78%。而如今半磚的DC/DC輸出功率已達(dá)到300W，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)93.5%。

目前，自偏置同步整流已經(jīng)普遍用于5V以下的低壓小功率輸出。自偏置同步整流用法簡(jiǎn)單易行，選擇好MOSFET即告成功，此處不多述。 而對(duì)于12V以上至20V左右的同步整流則多采用控制驅(qū)動(dòng)IC，這樣可以收到較好的效果。ST公司的STSR2和STSR3可以很好地用于反激變換電路及正激變換電路。我們給出其參考電路。線性技術(shù)公司的LTC3900和LTC3901則是去年才推出的更優(yōu)秀的同步整流控制IC.采用IC驅(qū)動(dòng)的同步整流電路中，應(yīng)該說(shuō)最好的還是業(yè)界于2002年才正式使用的ZVS,ZCS同步整流電路，它將DC/DC轉(zhuǎn)換器的效率帶上了95%這一歷史性臺(tái)階。

世界著名DC/DC開(kāi)發(fā)制造商的產(chǎn)品特色

1.Galaxy pwr公司

世界頂級(jí)、全橋自動(dòng)復(fù)位硬開(kāi)關(guān)ZVSZCS同步整流。全部工作用微控制器MCU控制，效率94~95%。

2.2. Synqor兩級(jí)并聯(lián)，Buck+雙互補(bǔ)forward同步整流微控制器，PWM IC和MCU IC控制，效率92~93%。

3.3. Glary第三代有源箱位，雙互補(bǔ)forward并聯(lián)，同步整流，效率92%，功率密度240W/in3，1/4磚250W。

4.4. DIDT二次側(cè)PWM控制的初級(jí)半橋及全橋。

ZVS，ZCS同步整流，效率91%。

5.5. Ericsson全橋硬開(kāi)關(guān)ZVS，ZCS同步整流，效率93%。解剖電路見(jiàn)圖。

6. VICOR第一代有源箱位，大功率輸出高功率密度，89%效率。解剖電路見(jiàn)圖。

7. Artesyn互補(bǔ)有源箱位Push-pull，效率90%，自偏置同步整流。解剖電路見(jiàn)圖。

8. TYCO有源箱位forward，同步整流，世界DC/DC的主導(dǎo)商，世界標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)立者。

9. Lambda有源箱位P-溝MOSFET有源箱位，自偏置同步整流。解剖電路見(jiàn)圖。

10. IPD公司第二代有源箝位自偏置同步整流效率90.5%，解剖電路見(jiàn)圖。

11. 其它10余家公司產(chǎn)品只能給出照片，因未曾得到樣品進(jìn)行解剖，但所用技術(shù)應(yīng)不會(huì)跳出我們上面所述的范圍。

總結(jié)趨勢(shì)

總結(jié)上述調(diào)研我們可以看到，半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)步是DC/DC技術(shù)變化的強(qiáng)大動(dòng)力。

（1） MOSFET的技術(shù)進(jìn)步給DC/DC模塊技術(shù)帶來(lái)的巨大變化，同步整流技術(shù)的巨大進(jìn)步。

（2） Schottky技術(shù)的進(jìn)步。

（3） 控制及驅(qū)動(dòng)IC的進(jìn)步

a. 高壓直接起動(dòng)

b. 高壓電平位移驅(qū)動(dòng)取代變壓器驅(qū)動(dòng)

c. ZVS，ZCS驅(qū)動(dòng)器貢獻(xiàn)給同步整流最佳效果。

d. 光耦反饋直接接口。

PWM IC經(jīng)歷了電壓型=>電流型=>電壓型的轉(zhuǎn)換，又經(jīng)歷了硬開(kāi)關(guān)=>軟開(kāi)關(guān)=>硬開(kāi)關(guān)的否定之否定變化。掌握優(yōu)秀控制IC是制作優(yōu)秀DC/DC的前提和關(guān)鍵。

（4） 微控制器及DSP進(jìn)入DC/DC是技術(shù)發(fā)展的必由之路。

（5） 磁芯技術(shù)的突破是下一代DC/DC技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵，也是巨大難題。