电源模块最新技术分享
一.电源模块有关开展概略
一向以来，电源模块(AC/DC适配器等)因其对电气商品的功用和功用发作的直接影响较小而罕见重视，但近些年来，对这类电源的重视达到了史无前例的高度。究其主要因素，能够说是“环境”。这些年，世界各地频频发作环境疑问，各国展开了许多致力于减轻环境担负的举动，当然对电源的环保战略也早已提上日程。其要害点有以下两个。
1.高效化
跟着电气商品的出产量逐年添加，用电量也与其成正比呈逐年上升趋势。现在，电气商品每年的出产量约50亿台摆布，其间绝大多数商品均搭载有电源模块和电源电路。假设这些电源的损耗能够改进1W(瓦)，简略地计算一下每年可节省50亿W，节能作用相当于5座核电厂。在这种布景下，各国的规范集体等也纷繁提高能效规范，请求开发契合这些规范的电源模块和电源电路。
在此介绍一下对电源模块高效化请求的代表性规范---美国能源部(DOE)拟定的能效规范。美国能源部于2014年2月3日公布了对AC适配器等外部电源更严格的能效请求。从2016年2月10日今后(估计)，不契合新规范(表1、表2)的目标外部电源将无法在美国国内出售。因而，以AC/DC适配器厂家等为主的公司正在加快推出满意该规范的商品。
表1.DOECEC6级外部电源能效规范AC/DC电源(输出电压≧6V)
表2.DOECEC6级外部电源能效规范AC/DC电源(输出电压<6V)
2.削减工业抛弃物
跟着电气商品出产数量的添加，其抛弃物也在添加，为了削减这些工业抛弃物，请求做到3R(削减运用：Reuse，重复运用：Reduce，循环运用：Recycle)。而一向以来，电源商品仅部分组成元器件和材料能够循环运用，大多数均被抛弃。现在，减轻这类环境担负的技能开发获得不菲效果，不断增加的商品开端搭载电源模块和电源电路。在不久的将来，这些技能有望为工业抛弃物的削减作出更大贡献。
本文将围绕这些要害词对于电源的高效化以及技能和运用等进行介绍。
二.同步整流与低功耗化功用
作为完成电源模块(AC/DC适配器等)高效化的技能，包含开关元器件(MOSFET)等商品技能的开展和电路技能的改进，其间同步整流办法在改进电路技能方面备受瞩目。
在以往的AC/DC转换器中，依据电路简略、相对便宜的因素，整流元件一般运用二极管，但这种二极管的正向电压(Vf)致使的导通损耗一向是高效化的障碍。别的，为按捺二极管的发热，还需要散热器等散热办法，这就需要相应的空间，在装置方面也带来一些疑问。作为下降这种损耗的对策，现在现已逐渐开端选用同步整流办法。
同步整流办法的整流元件运用MOSFET，经过更低的导通电阻(低Ron)来下降导通损耗(图1)。作业与一次侧的开关作业同步使整流元件的MOSFET进行ON/OFF。
图1.同步整流办法
同步整流办法自身绝大多数选用低压(尤其是12V以下)DC/DC转换器，因而并非全新技能的商品。可是，AC/DC转换器存在操控办法等课题，这一向阻止着同步整流办法的遍及。现在，许多AC/DC转换器均选用PWM反激式操控(ON/OFF办法)，该办法依据输入输出条件和变压器规范进行接连形式作业。可是，在同步整流办法下进行接连形式作业时，可能会致使无法正常操控，因一次侧的开关元件和二次侧的整流元件一起导通，会贯穿电流形成元件损坏。因而，大多数情况下，同步整流办法仅限添加了避免一起导通的维护电路时、以及不接连形式作业时(准谐振办法和不接连形式作业)运用。
可是，这次开发的ROHM同步整流IC，成功攻克了该课题，完成并选用了在接连形式作业时也无需格外维护电路的安稳的同步整流作业。因而，与以往的二极管整流对比，电源模块全体功率提高了3%以上(本公司对比数据)(图2)。
图2.二极管整流/同步整流功率对比
别的，ROHM同步整流IC选用同步整流操控部+分流稳压器部的构造，一个IC具有两种功用。分流稳压器部完成低电流作业(40uA)，同步整流操控部经过无负载时等主动进入休眠形式，下降作业电流。由此，与以往运用通用分流IC时对比，无负载时的功耗下降了25mW以上(本公司对比数据)
三.减轻环境担负的技能：USB Power Delivery
作为减轻环境担负的技能之一而被寄予众望的是USB Power Delivery(USBPD)。
USBPD经过USB衔接可完成高达100W的供电。USBPD依据不一样设备的电源电压请求，来调整AC/DC适配器等电源的输出电压。以往每台设备都需要电源，而使用USBPD则可同享1个电源。别的，以往在设备之间主要是数据通信，而经过USBPD可一起完成双向彼此供电(图3)。
图3.何谓USB Power Delivery
在USBPD的遍及过程中，USB衔接器的开展也已变成重要因素。在以往的平板电脑和智能手机中遍及的Type-A/B衔接器最大可供电10W摆布，这是以仅1节锂离子电池的充电为条件的，充电端的电源电压(USBVBUS)被限定为5V。新推出的Type-C衔接器，与USBPD联系运用，使电源电压不再受5V约束，可最高提高到20V，然后可完成最高达100W的供电。由此，从以往的电池充电等小功率用途扩展到可用作设备本体的主电源。别的，Type-C衔接器不只具有最大功率优势，还具有可不分正反刺进等优势，估计将会变成将来USB衔接器的主流商品。
ROHM不只具有满意以往的USBType-A/B规范的USBPD操控IC(BD92S系列)商品，还新开宣布满意最新的USBType-C规范Rev1.1和USBPD规范Rev2.0的USBPD操控IC(BM92T系列)。BM92T系列在以往仅可供电10W摆布的满意Type-C规范的设备之间，可完成高达100W(20V/5A)的供受电。由此，电脑和电视等需要大功率的设备，也可经过USB端子供电来股动(图4)。
图4.USBPDType-C运用例
一起，在USB端子的传统用途---智能手机和平板电脑等中，可完成比以往高约4倍以上的疾速充电。别的，还支撑可经过USB通信信号线传输视频信号的Alternate-Mode操控，无需视频专用端口，因而，可在供电的一起传输视频信号等，十分有助于构筑愈加便当的环境。
四.减轻环境担负的技能：无线供电
作为下降环境担负的技能，无线供电也备受重视。
跟着平板电脑和智能手机等移动设备的日益遍及，“无线”数据传输现已习以为常，但电力传输还是以充电器(AC/DC适配器等的,电源模块www.gztoppower.com.有线传输为主流。无线供电因其可解决这类有线充电和每个设备必须有配套充电器的费事而广受重视，并且，从削减充电器的视点看还具有环保的长处。
现在，跟着以WPC和PMA为首的旨在遍及无线供电的规范集体建立并拟定国际规范，无线供电技能以欧美为基地现已开端逐渐在智能手机和基础设施中得以运用。
ROHM面向平板电脑和智能手机等移动设备，一向在推动无线供电操控IC(BD57015GWL：承受端/终端，BD57020MWV：发射端/充电端)的开发。
这两款商品均为契合无线供电(无线充电)国际规范WPC(WirelessPowerConsortium)最新Qi规范中等功率规范的芯片组，在平板电脑等10W级运用中完成了无线供电。别的，接收端/终端的BD57015GWL还支撑在北美商场推广的无线供电国际规范PMA(PowerMattersAlliance)，完成了可主动切换WPC(10W)和PMA(5W)的双模充电(图5)。
图5.无线供电
估计将来电源模块和电源电路将面对愈加严苛的能效规范和环境疑问。要想满意这些需要，请求咱们不只仅停留在电源模块和电源电路上，而是采取着眼于电气商品全体的举动。ROHM将致力于归纳运用，继续推动满意这些商场需要的商品开发。了解更多电源模块信息请点击http://www.gztoppower.com/news/industry.html
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