高效率小體積AD-DC電源的設(shè)計(jì)

P功率半導(dǎo)體封裝中集成了脈寬調(diào)制(PWM)控制、柵極驅(qū)動(dòng)功能以及內(nèi)部功率MOSFET。這種先進(jìn)的集成度讓設(shè)計(jì)人員利用較少的外部元件即可獲得高達(dá)420W的極高效率。把這三大關(guān)鍵功能整合在單個(gè)封裝中，可避免對(duì)ZVS所需的死區(qū)時(shí)間的編程任務(wù)，并把內(nèi)部驅(qū)動(dòng)器與MOSFET之間的柵極驅(qū)動(dòng)寄生電感減至最小。SIP功率封裝中的功耗大部分源于內(nèi)部MOSFET的開關(guān)，因此需要一個(gè)小型擠壓式散熱器，尤其是對(duì)無強(qiáng)制空氣冷卻的300W設(shè)計(jì)。

　　總的AC-DC 系統(tǒng)包括輸入EMI濾波器、橋式整流器、交錯(cuò)式BCM PFC 和 AHB DC-DC，它獲得的總體效率如圖6所示。在Vin=120VAC時(shí)，該設(shè)計(jì)峰值效率為91%；Vin=230VAC 時(shí)為92% ；Vin=120VAC 或 230VAC ，以及POUT>38% (114W)時(shí)，大于90%。

圖6. 測得的總體系統(tǒng)效率(包含了EMI濾波器)

　　磁性元件設(shè)計(jì)、功率半導(dǎo)體選擇、PCB版圖、散熱器選擇以及控制器特性，所有這些都必須完全協(xié)同工作，才能成功實(shí)現(xiàn)一個(gè)在大負(fù)載范圍上可獲得高效率的小型AC-DC電源設(shè)計(jì)。對(duì)于一個(gè)特定應(yīng)用，根據(jù)系統(tǒng)的具體要求，可能有一個(gè)以上的理想解決方案。本文討論的設(shè)計(jì)只是從普通AC輸入到需要PFC和高度僅18mm的小型 12V、 300W設(shè)計(jì)獲得高效率的一個(gè)例子。