利用无桥式技术提供更高效率的功率因数修正器

国际整流器公司交流转直流应用部门的Ron Brown与Marco Soldano,利用周期控制技术(one-cycle control)来实现更高效率的无桥式功率因数修正器的设计. 最近,无桥式升压型功率因数修正器线路,获得了很多关注的焦点.借助移除传统转换器其输入级的桥式整流器,切换损失可以降低,而使设计者设计出更高的效率.尤有甚者,无桥式的方法可以避免因导通损,而降低效率,这种现象特别是出现在低的输入电压,其根本的原因是二极管整流器的顺向导通压降.最后,无桥式设计具有先天上更简单,需要更少器件的优点.     

一种全桥同步整流器的设计及其应用

一般在AC／DC开关电源的输入级会加入一个全桥整流器,将电网的交流电压变为脉动的直流,以便之后DC—DC变换器的处理。由于传统桥式整流器的整流二极管存在约1V的电压降,当系统功率较大时,此整流桥将消耗一部分能量,这部分能量损失使得在设计系统时需进行额外的散热处理。同时这部分损失的能量也降低了AC／DC电源的系统效率。文中从用N沟道的增强型MOSFET构建全桥同步整流器,并引入相应控制信号对其进行全桥同步整流,仿真结果达到了设计要求。     

UCC28070：高效电源参考设计

TI公司的UCC28070是较先进的功率因素修正器件,集成了两个工作在180度反相的PWM。这种PWM交叉工作能降低输入和输出纹波电流,使得导电EMI滤波变得更加容易,成本更低。可编程工作频率从30 kHz到300 kHz,有较好的效率和多种保护功能,主要用在高效服务器和台式PC电源,通信整流器,白色家电和工业设备。     

运用无桥式整流电路实现高效率的PFC设计

引言 近来，不使用桥式电路的功率因数校正(PFC)电路成为人们注意的焦点。设计人员去掉了转换器输入端的常规桥式整流电路，可以减少开关损耗，进一步提高效率。在这样的电路中，不存在由于导通损耗而降低效率的问题，且设计比较简单，需要的元件数量较少。     

基于电流检测的飞机地面电源同步整流控制

三相整流器作为飞机地面电源的前级为后级电力变换提供稳定的直流母线。飞机地面电源的容量可达100~200kVA,传统的二极管整流方案效率低、损耗大、发热量高、散热问题严峻。针对上述问题提出了一种基于电流检测的大功率同步整流控制方案,其中主电路采用多个功率MOSFET并联取代传统的整流二极管。通过分析整流电路各开关器件的通断状态与输入电流的关系,明确各开关器件的动作规律;进一步检测输入三相电流的大小与方向,提出功率MOSFET的同步整流驱动控制方案。然后考虑实际工程应用因素,设计电流回差方案以产生各功率MOSFET的驱动信号,并考虑霍尔器件、采样电路与控制电路的延迟对回差的各阈值进行修正。最后通过Simulink仿真及工程样机实验平台进行验证,结果显示本文所提方案可有效实现MOSFET的同步整流功能,提高了整流电路的效率,降低了系统的热损耗。     

SAPWM整流技术在航空电力作动器上的应用

本文提出了将一种新的SAPWM（Saddle Pulse Width Modulation）整流器应用到航空电力作动器来将115V/ 400Hz交流电变换为280V直流电。文中通过仿真将SAPWM整流器和SPWM整流器做了对比,证明了SAPWM整流器在高输出功率方面的优势。同样也证明了SAPWM整流技术可以更好地控制大范围变化的负载电流。本文将一个10kW的电力作动器控制过程的功率剖面作为例子研究了SAPWM整流器的设计和控制方法。通过仿真分析得出SAPWM整流器可以得到低的谐波分量和高的功率因数。最后得出SAPWM整流技术更适合航空电力作动器的应用。     

CMOS衬底调制阈值调整型RF-DC整流器

基于CMOS交叉耦合桥式射频整流器结构,在MOS整流管的栅极与衬底之间引入耦合电容,利用衬底调制效应动态调整MOS整流管的阈值电压,从而提高射频整流器的输出电压,减小稳定时间。对整流器工作原理进行了分析,对电路进行了仿真。结果表明,改进后的CMOS交叉耦合桥式整流器在输入功率为－16 dBm@900 MHz时,输出电压为1.48 V,输出电压和稳定时间分别比传统电路提高了13 mV和22 μs。     

HEXFET同步整流器组成的低压高效正激变换器

ＨＥＸＦＥＴ同步整流器组成的低压高效正激变换器美国ＩＲ公司西安应用中心陈军安编译随着微功耗功率控制器、低导通电阻ＭＯＳＦＥＴ和低损耗磁芯的出现，低压开关电源的损耗主要来自输出整流器。新型低压小导通电阻ＨＥＸＦＥＴ比肖特基整流器能降低开关电源的成本。本...     

ITER极向场电源系统的设计与仿真

ITER极向场电源由两台三相桥式整流器通过平衡电抗器并联输出12脉波,额定电流45kA,额定电压2kV。文章提出电源运行方案为无环流与有环流运行相结合,可以实现四象限运行模式。通过Ansoft Simplorer仿真软件,建立了详细ITER主整流器模型,并设计其电压电流控制器,通过仿真验证了设计方案。     

电源与调节器件

IR单片式电机解决方案国际整流器公司(IR)推出IR3101高性能集成半桥式逆变器,专攻家电中的电机驱动应用。IR3101能简化单、双级三相电机驱动的半桥式逆变器设计,适用于冰箱压缩机、风扇和功率高达400W的泵(无散热器时250W以下)。IR3101是一款完整的驱动器集成电路,揉合专有的高压集成电路(HVIC)及防锁存互补金属氧化半导体(CMOS)技术。输出部分设有两个具备超快恢复本体二极管特性(FredFET)的内置HEXFET功率MOSFET,可提供低di/dt栅驱动,加强防噪音效能并降低损耗。高侧及低侧功率FredFET器件的传播延迟可互相匹配,实现更好…     

IR全新MOSFET具备快速本体二极管特性

功率半导体专家国际整流器公司 (InternationalRectifier,简称 IR)推出全新 6 0 0 V HEXFET功率MOSFET系列 ,新器件具备快速本体二极管特性 ,专为零电压开关 (ZVS)电路等软开关应用度身订造。ZVS技术能在开关式电源 (SMPS)电路中实现最大效率 ,并能提高功率输出 ,适用于当今效率和可靠性极为重要的高速、宽带电信及数据通信系统。最新 L系列 HEXFET MOSFET由于具备快速本体二极管特性 ,因此无需在 ZVS电路中添置额外肖特基及高压二极管 ,减少了元件数目 ,节省了电路空间。新器件有别于采用硬开关器件的桥式或功率因数修正…     

航空自耦变压整流器受变频电源影响分析

为了研究航空变频电源对自耦变压整流器的影响，提出了一种分析方法:输入采用频率可调的交流电源，连接自耦变压整流器。通过变化负载参数。在变频电源供电时。测量自耦变压整流器的移相波形、直流母线电压波形、输入功率、功率因数和效率等重要参数。使用仿真模型初步实现了该分析方法的仿真验证，并基于测试平台搭建自耦变压器样机。实验结果表明，该研究为使用变频电源的自耦变压整流器的设计提供了技术支持。     

IR高效iMOTION平台 助力空调应用实现95％的效率

功率半导体和管理方案领导厂商国际整流器公司(International Rectifier,简称 IR)推出用于空调应用的电机控制平台, 不仅可以实现95％的效率,还能够降低噪声、简化机械构造。IR的iMOTION集成功率设计平台可以实现节能、变速正弦电流控制,无需用于稳定输出转矩和降低电机噪声的位置传感器。     

一种新型的高效率RF-DC整流器设计

设计了一款能产生高输出电压的新型交叉耦合RF-DC整流器。为了最大化输出电压,该整流器在每个充电路径中仅经过一个MOS开关管,降低了串联损耗。采用SMIC 0.18 μm双阱CMOS工艺仿真模型模拟,在输入射频功率-13.52 dBm时,输出电压为1.66 V,转换效率达62%。     

三相双向PWM整流器模型与控制电路设计

为解决传统多脉冲变压整流器架构复杂,功率因数随着电压频率增加,输入功率因素也相应减少的问题。文中采用高频功率变换技术,对PWM整流器的模型与控制电路设计方法进行了分析,并在此基础上介绍了主电路参数的设计。并通过仿真和试验结果表明,文中所述设计的PWM整流器,达到了抑制谐波电流的目的,并可满足直流侧电压的抗干扰性和动态稳态性能,为PWM整流器参数的设计提供了参考。     

理想二极管桥控制器LT4320颠覆传统桥式整流器

传统的无源二极管桥式整流器是一种广泛使用的电路，在需要进行AC-DC转换的地方都会用到，在大多数场合，它都体现出简单和经济划算的特点。然而在高功率应用中，二极管会消耗大量的功率，而且当采用低电压输入时，两个固有的二极管压降将大幅削减工作电压。     

iMOTION平台助力空调应用实现95%的效率

国际整流器公司(IR)近期推出了应用于空调的电机控制平台,不仅可以实现95%的效率,还能够降低噪声、简化机械构造。IR的iMOTION集成功率设计平台可以实现节能、变速正弦电流控制,无需用于稳定输出转矩和降低电机噪声的位置传感器。IR的功率设计平台是一个优化的系统结构,结合了IR专有的高压集成电路(HVIC)技术与模拟、数字和功率模块及数字控制算法,可用于采用DC连接相位电流感应的无传感器电机控制应用。该空调平台采用专有控制算法,可用于压缩机、风扇的内部永磁同步电机,还包含功率因数校正。这些功能与IR的专用HVIC及分立IGB…     

一种应用于多阶射频整流器的MPPT技术

多阶射频整流器在射频能量收集系统中起着交流转直流的作用。当射频输入功率偏离某一数值时,多阶射频整流器的功率转换效率(PCE)迅速下降。基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,提出一种最大功率点跟踪(MPPT)方法,使多阶射频整流器能够根据射频输入功率的大小自动配置阶数,从而在较宽的输入范围内保持较高的PCE。将该MPPT方法应用在3阶射频整流器上。结果表明,当工作频率为953 MHz、负载为50 kΩ、输入功率PIN∈(-26.5 dBm,-7.5 dBm)时,该3阶射频整流器的平均PCE可达65 %,相比传统3阶射频整流器,提升了约25%。     

一种低关断功耗的地端关断整流器

基于TSMC 180 nm CMOS工艺,设计了一种采用负压关断的地端关断整流器。将关断时的控制电平从0降到负值,降低了使能管的亚阈值电流。将使能管的工作状态从亚阈值区变为截止区,进一步降低了关断功耗。仿真结果表明,当整流器使能时,该负压地端关断整流器的导通性能与传统地端关断整流器几乎相当。当整流器关断且输入电压幅值为1 V时,关断功耗为-24.0 dBm @953 MHz,与传统地端关断整流器相比,下降了7.5 dBm;与传统短路关断整流器相比,降低了23 dBm,功率转换效率提高了1.9 %。该地端关断整流器能满足射频能量收集系统中整流器低功耗待机的要求。     

应用于能量收集中的接口电路的设计

针对从周围环境中收集能量的微型发电机输出功率和电压非常小,无法直接应用的问题。文中设计了一种超低输入电压、低功耗且高效的接口电路。该接口电路包含两级,第一级是无源级和仅由一个有源二极管组成的第二级。为降低有源二极管的功耗,采用一个工作在亚阈值区的衬底输入比较器用来驱动MOS开关。设计采用TSMC 018 μm 标准CMOS工艺,使用Cadence Spectre在室温的条件下进行仿真。结果表明,在输入电压为500 mV（100 Hz）,负载电阻为50 kΩ时整流器的电压转换率为977%,能量转换率为913%。整流器能够在输入电压振幅为320 mV以上实现高效整流。