編者按：日前，ROHM推出了其面向工業(yè)市場的“BD7F系列”隔離型反激式DC/DC轉換控制器。在此之前，數(shù)家全球知名的電源管理半導體供應商都推出了無需光耦的隔離型控制芯片，ROHM此時才加入到這一市場的競爭中來，未來如何能在競爭中贏得一席之呢？ROHM半導體（上海）有限公司設計中心應用技術二部高級經理周勁先生做了詳細的介紹。
ROHM半導體（上海）有限公司 設計中心 應用技術二部 高級經理 周勁
“去光耦運動”
從人身安全和系統(tǒng)保護的角度考慮，電子設備必須具有絕緣特性，而采用隔離型電源是把強電與弱電分開的有效辦法。我們常見的一些，像工廠的自動化設備、FA變頻器、PLC控制、AC伺服等等，這些工廠設備上的一個應用對于絕緣電源會有需求。通信基站的，比如中繼器、服務器、工業(yè)設備上的電源等等的會有絕緣電源的需求。另外一個就是太陽能逆變器，通過太陽能來進行發(fā)電，實際上如果實現(xiàn)并網(wǎng)的話，是需要我們有絕緣的電源轉換成跟室內一樣的電壓，并到網(wǎng)上去，這種不間斷的電源也是應用越來越廣泛。
當隔離電源控制系統(tǒng)把高壓強電和低壓弱電被隔離后，需要通過光耦電路來完成輸
出與輸入的反饋控制，從而達到電源供應的最佳狀態(tài)。
在光耦電路中的光電耦合器是可以把輸入的電氣信號通過發(fā)光元件轉換成光源后，再由光敏元件還原為電氣信號的電子部件。輸入端和輸出端的電氣部件是隔離的，可以防止電氣信號的噪聲干擾和觸電危險。
因此，隔離型電源受到了客戶的廣泛歡迎，光耦曾一度成為電子元器件領域的明星產品。然而好景不長，系統(tǒng)廠商逐漸發(fā)現(xiàn)光耦電路存在著一些不可避免的弱點。一是由于光電元件的老化使得光耦電路的壽命僅僅可以保持5年水平，二是光耦電路系統(tǒng)組件過多，降低了系統(tǒng)的可靠性，第三光耦電路開發(fā)設計復雜，增加了系統(tǒng)的成本。
于是，電源供應商開始考慮研發(fā)一種無需光耦的隔離型電源系統(tǒng)，一場“去光耦運動”就此拉開。各電源半導體供應商，都紛紛開發(fā)出無需光耦的反激式隔離電源控制系統(tǒng)，開始贏得電源開發(fā)工程師的青睞。
ROHM為何此時加入？
功率元器件與控制一直是ROHM的重要業(yè)務之一，此次推出首款隔離型DC/DC電源控制芯片，更加豐富了它在電源管理領域的產品線分布，可以為客戶提供更為廣泛的選擇。
ROHM在電源類領域不斷發(fā)力，大背景是因為近些年工業(yè)市場的業(yè)務不斷提高，該公司不斷把資源投入到工業(yè)市場。
圖為ROHM面向工業(yè)市場的產品分布
對ROHM來講，10年以前占比80%的都是在消費類電子市場，集中在這上面發(fā)力。到了2010年前后，ROHM在工業(yè)和汽車市場開始發(fā)力，今年預計能夠達到40%銷售額的占比，今后會逐漸加大投入，明年的目標是會占到41%，在工業(yè)、機器和汽車的應用上，是未來ROHM戰(zhàn)略的發(fā)展方向。
“BD7F系列”控制器三大特色
首先，盡量去掉光電耦合器，簡化電路設計，減少零部件數(shù)量。光電耦合器是會發(fā)光的，內部有發(fā)光元件，它自身會消耗相對比較多的電流。另外，因為它發(fā)光的器件和光接收的器件組合，它的光效率會衰減，接收效率會衰減。去掉光電耦合器，它的可靠性會增加、會有保證，并且隨著時間的推移，性能也會很穩(wěn)定。
圖為ROHM開發(fā)的去光耦DC/DC轉換控制器電路
怎么去掉光電耦合器呢？從這個電路來看，通過線圈上的開關，產生一個波形，然后二次側刺激它，來感應出這個電流，來實現(xiàn)電壓的輸出。我們看這一點，變壓器初級的這一個波形，就是這么一個開關的波形，這個峰值，我們把它稱作VSW，就是開關變壓的一個模型。實際上這個VSW是輸入電壓再加上輸出電壓和一個匝數(shù)比，有這么一個關系。因此，這個VSW是包含著有輸出，相關的一個信息，難點在于怎么把這個信息讀取出來，反應到前面，問題在這個地方，現(xiàn)在的方法，就是直接去觀測后面的這塊，ROHM新開發(fā)了一個信息提取電路，現(xiàn)在是這么一個叫法，把VSW相關的內容提取出來，實現(xiàn)對VSW的監(jiān)控，把VSW波形提取之后，間接地實現(xiàn)，經過我們的輸出電壓，一次側反饋的這樣一個說法。通過這樣的方式監(jiān)控VSW電壓，間接控制二次側，也就取消了前面光電耦合器直接反饋的電路，通過內置提取電路，來實現(xiàn)對二次側輸出電壓的監(jiān)控。
自適應導通時間控制的效果
第二個特色是通過自適應導通時間控制技術，能夠改善負載響應的特性。我們簡單介紹一下，幾種非絕緣的DCDC控制方式，一種是電壓模式的控制方式，一種是電流模式的控制方式。這兩種是相對比較傳統(tǒng)的設計方式，相對補償電路會比較復雜一點，特別是電壓模式，我們會需要一個相對的補償來保證它在所有負載狀況，所有溫度特性狀況下，來實現(xiàn)穩(wěn)定的工作，這是需要一個相對比較復雜的相位補償?shù)脑O計。電流模式是電壓模式的一個改進版，在監(jiān)控電壓的同時，還會檢測電感里面的電流。相位補償會比電壓模式好一點，但是這兩個傳統(tǒng)存在的一個問題，就像這樣，可以看出這種傳統(tǒng)的控制方式，當負載發(fā)生突然變化的時候，輸出電壓會有一個波動，因為這兩種方式從根本上來講，都是一個三角波來實現(xiàn)控制，是通過間接的轉化方式來的，因此，它的速度會慢一點。最先發(fā)展出來的，像電腦等等的一些大電流的需求越來越高了，間接發(fā)展出了導通時間控制，這個東西得益于廣泛應用吧，它實際上直接監(jiān)控輸出電壓，當它比參考電壓低的時候，到一定時間在下降的時候，實際上就是通過直接對輸出電壓的監(jiān)控來實現(xiàn)它的直接控制，因此，相位補償，因為它是很直接看什么時候開始，什么時候關，相位補償不需要去進行設計，因為它的速度很高。另外，負載響應特性良好，廣泛應用在CPU，電壓比較低，電流比較大的場合，負載變化比較劇烈的情況下。這個是我們導通時間控制的方式，實現(xiàn)的一個波形，只有當負載電流突變的時候，只有一小點點波動就能夠穩(wěn)定在一個應當輸出的電壓方式上。通過對非絕緣的DCDC轉換的導通時間控制方式，把它移植到了絕緣內部上，在ROHM自身還有自身的一些專利技術的應用，我們叫做自適應導通時間控制，完全實現(xiàn)了導通時間控制上的種種優(yōu)點的移植，比如不需要相位補償，負載響應仍然是很好的，這就是應用在柵極絕緣驅動器，隔離通信這塊，從電源上就可以得到廣泛的應用。
通過負載補償糾正二極管壓降
第三個特色是通過負載補償糾正輸出特性，能夠保證在重負載的時候，實現(xiàn)輸出電壓的平穩(wěn)。這是ROHM獨有的技術，因為它不存在直接的反饋，當負載比較重的時候，到電流進入連續(xù)區(qū)的時候，實際上電路也是一個很正常的現(xiàn)象，電流大了，電壓下降會比較大。ROHM有一個獨自開發(fā)的一個應用技術，通過一個電阻來設定反饋的比例，調整這個比例，來實現(xiàn)在大電流的時候，我們能夠在某種程度上對輸出電壓進行補償，把大電流的時候，本來應該跌落的電壓，能夠實現(xiàn)在全電流負載上，能夠實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。
在采訪過程中，周勁反復強調這款全新的BD7F系列新品的高可靠性，正是使用了ROHM獨有的專利技術，才使得它在未來的市場競爭中大有可為。