有源钳位反激式方案

1万 · 2020-8-8 08:00

随着设备对功率需求的逐渐增加，传统的准谐振反激式拓扑结构正在面临极大的挑战。

由于这类方案能够采用更少的元器件将交流电高效地转换为直流电，这就让他们在过去一直受到开发者的欢迎。但受限于变压器漏感相关的损耗，现代的适配器越做越大，不再符合目前的小尺寸设备需求。为了缩小尺寸，全球最大的模拟芯片供应商德州仪器正在推出他们全新的有源钳位反激式方案，谋求颠覆现在的适配器设计。

从原理上看，有源钳位可存储能量并将其传输至输出，而不是通过在电阻—电容—二极管或齐纳钳位中消耗能量来对应漏感，还能提供零电压开关，这就是消除了两大损耗来源，使得适配器的尺寸大大变小。虽然技术实现不是很复杂，但是如何实现细节执行非常关键。据了解，如果有源钳位得不到智能控制，效率会变得非常差。在过往，因为没有足够智能的控制器来实现这种拓扑结构。但在德州仪器推出了相关方案之后，一切都改变了。

有源钳位反激方案

德州仪器方面表示，使用其有源钳位反激式解决方案能够从三个方面帮助减小适配器的体积：第一是能够把开关损耗降到最低的同时把EMI降下来，以适当的控制钳位，实现零电压开关（ZVS）；第二是提升效率，通过循环泄漏能量并将其传递到输出端而不是损耗掉，以实现高于传统反激式转换器的效率；第三点则是通过实现更高的功率密度，以更低的开关能耗使开关频率更高且无源元件的体积更小。其新推出的UCC28780+UCC24612有源钳位反激芯片组则是典型代表。其中UCC28780是业界第一个量产的有源钳位反激式控制器；UCC24612则是第一个针对有源钳位反激式拓扑的同步整流控制器。

UCC28780+UCC24612有源钳位反激芯片组方案

据介绍，这个方案能在AC / DC适配器和USB电源输送充电器中实现高达1MHz的高效运行。其中UCC28780有源钳位反激式控制器可以在非常高频率工作，提供1MHz GaN或Si FET的支持；UCC24612则是一个同步整流控制器，这个控制器能够提供高性能且简化设计。

德州仪器方面强调，结合UCC28780及UCC24612的芯片组，在满负载情况下提供95%的效率。如果使用GaN FET，那么其输出电容和导通电阻则更低，这时候则可以把适配器的尺寸减半。另外，还有一个重点的是待机功耗小于40mW（115 Vin时为25 mW），可以满足全世界每一个地方的待机标准，这对要求节能的各地政府来说，是一个非常重要的支持。