电源管理

PWM控制器和谐振控制器 – 入门

通用 PWM 控制器

脉宽调制 (PWM) 控制器是适用于开关模式电源的控制 IC,其通过将开关驱动器的占空比(脉冲宽度)调制在某个(用户可设置的)固定频率来调节目标参数。这些器件支持多拓扑配置,其中包括升压、降压、降压/升压、推挽、半桥、全桥、反激、正激和谐振 LLC 功能,具有电流和电压模式反馈控制选项,以用于多种终端设备的各种电源架构。

反激

反激式拓扑是功率级别在 150 瓦或以下的单路和多路输出设计的常见选择。它源自升压-降压拓扑,将变压器用于隔离和作为存储电感器,从而可减少组件数量和成本。具有高峰值电流的这种拓扑通常不用于高输出电流设计。

反向

正激

正激式拓扑源自降压拓扑,并使用变压器进行输入-输出接地隔离。正激式拓扑的普及主要在于其简单性、性能和效率以及高达 200 瓦的功率级别。正激式拓扑是高输出电流设计的理想选择。有源钳位正激式拓扑是正激式拓扑进一步改进的结果,它使用额外的开关和钳位电容器以回收和复位变压器。

正激

推挽

推挽式拓扑是一种采用两个主绕组提高变压器铁芯利用效率的正激式设计。推挽式拓扑可比反激式和正激式设计扩展到更高的输出功率,但设计更为复杂,需要小心控制 MOSFET 开关以避免击穿,并需要减小固有的高开关应力。

推挽

半桥

源自正激式设计的半桥拓扑可以扩展到高功率级别。该功率级开关应力比推挽式拓扑低,非常适用于高压线。但是,与推挽类似,需要小心控制 MOSFET 开关死区时间以避免击穿电流。

半桥

谐振逻辑链路控制 (LLC)

这是一种日益流行的半桥拓扑,在初级侧使用零电压开关,通过谐振技术减小开关损耗、EMI 并提供非常好的效率。谐振 LLC 可扩展到高功率输出级别。复杂性、在轻载条件下高效运行以及系统成本是与此拓扑有关的传统挑战。

全桥

全桥拓扑用于高功率应用,输出功率通常在千瓦级范围内。这种拓扑对四个 MOSFET 进行开关操作,使得通过变压器初级的电流每隔半个周期即反向,因此它在 B-H 曲线的两个象限中运行。这种高效利用变压器的做法使其产生比正激式配置更高的功率密度。全桥拓扑的进一步改进结果是相移全桥控制,它实现了零电压切换,可降低开关损耗、减轻 EMI 并提高整体系统效率。

全桥