从市电到我们电路板上要用的各种直流电,总的来说包括三部分:AC/DC及其中间级DC/DC还有负载端(POL:Point of Load)的DC/DC.
在AC/DC及其中间级DC/DC转化中有PFC技术,PWM功率控制器。负载端(POL:Point of Load)的DC/DC变换中有低压线性稳压器(LDO)和DC/DC开关稳压器。开关电源按照有无电感又可分为电感型开关稳压器和充电泵两类。AC/DC变换中主要使用UCC系列芯片主要组成部分(PFC,power PWM controller,MOSFET Driver)中间级背板电源(从48/24V到5V)也是主要使用UCC系列的芯片,小功率或则不需要隔离时可以考虑使用TPS40K和TPS45K主要组成部分(热插拔(Hot Swap),PWM Controller,MOSFET Driver, DC/DC Converter and Controller, MOSFET),负载电源(POL)电源:主要使用TPS系列的芯片主要组成部分(电感型DC/DC开关稳压器,MOSFET Driver and MOSFET,电容式DC/DC开关稳压器,线性稳压器)。
具体的POL负载端供电DC/DC产品线:线性稳压器和LDO:TPS7XXXX
电感开关电源:
主要有TPS40K,TPS54XXX和TPS60K的一部分,其中
TPS40K:中到大功率的开关电源控制器,即MOSFET外置的产品,包括升压,降压和反向拓扑,支持电流较大;
TPS54XXX:中等功率的开关电源转换器,即MOSFET内置的产品,一般是降压和反向器,电流一般在3A以内,有的低输入范围的产品(如3到6V)在低电压输出(如给DSP/FPGA的核心电压1.2V供电)时能达到10A;
TPS62XXX:低功耗的降压型开关电源转换器,MOSFET内置,电流在2A以内,适合手持设备中使用。
TPS61XXX:低功耗的升压型开关电源转化器,MOSFET内置,输出电流小于1A,适合在电池供电设备中
电容型开关电源:
TPS60XXX,即充电泵,绝大多数为升压产品,在电池供电应用非常广泛,比如将2节或1节电池的电压提高到3.3V或5V;
AC/DC和中间级DC/DC(220V到48V或则24V)
在AC/DC转换工程中,有两部分非常关键,那就是PFC和PWM功率控制器。PFC(Power Factor Correction)功率因数校正,功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系,其中有功功率是一个周期内电流和电压瞬值乘积的平均值,而视在功率是电流的rms值和电压的rms值的乘积。对于高频开关整流器这种交流用电负载,由于它含有很多非线性元件,使得输入的正弦交流电流发生一定程度的畸变,也就是说输入的交流电流中除了含有基波(一次谐波)外,还含有了二次,三次等高次谐波。由于输入电流的畸变,有功功率将被降低,从而导致有功功率和视在功率的比将降低。为使输入电流匹配输入电压的波形,把开关模式升压转换器置于输入整流器和储能电容之间,对输入电流进行整形。像UCC28019这种整形所用的升压转换器就称为功率因数校正器。目前的PFC有两种,一种为被动式PFC(也称无源式PFC)和主动式PFC(也称有源式PFC)。被动式的PFC一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间的相位差减小来提高功率因数。主动式PFC则由电感电容及元器件组成,体积小,通过专用的IC去调整电流的波形,对电流电压间的相位差进行补偿。主动式PFC电路主要有两种控制模式:临界导电模式(CMR)和连续导电模式(CCM)包括平均电流模式(ACM)。 推荐TI功率因素校正(PFC)芯片有:UCC28051P,UCC28019P,UC2854AN,UC2853AN,UCC28060D,UCC28070PW.
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