開關(guān)電源的效率是電子設(shè)備實現(xiàn)低碳節(jié)能的重要部件，在“碳達峰”和“碳中和”開啟了低碳新時代背景下，業(yè)界開關(guān)電源的能效標準提出了更為嚴格的要求。
然而，基于傳統(tǒng)硅材料的AC-DC電源轉(zhuǎn)換器限于材料特性的約束，無法通過實現(xiàn)更高開關(guān)頻率和高效拓樸來達到高能效標準的指標。
第三代半導體材料的普及應(yīng)用，使得電源轉(zhuǎn)換器可以采用更為先進的電路拓樸架構(gòu)，更高的開關(guān)頻率大大減少了電感、電容和變壓器等無源器件的尺寸，開關(guān)電源從而獲得了更高的轉(zhuǎn)換率和小型化設(shè)計。
MPS公司ACDC產(chǎn)品總監(jiān)Peter Huang在接受采訪時指出，提高電源效率是實現(xiàn)小型化的必經(jīng)之路。只有只有效率提升了，單位體積散熱減少，同時通過高頻化設(shè)計，功率密度才會大大的提升。
而想要提高電源效率，需要可以采用新的開關(guān)拓撲，譬如新型的反激拓撲 ACF（Active-Clamp Flyback）來消除開通損耗，同時做到隔離變壓器的漏感回收，加上第三代半導體功率器件的快速關(guān)斷，使得開關(guān)損耗可以降到忽略不計。既提升了效率，同時讓電源的設(shè)計頻率不會受到功率器件的限制，大大地加速了小型化。
作為深耕AC-DC電源轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域多年的MPS公司，日前推出了采用第三代半導體材料及新拓樸結(jié)構(gòu)的兩款新品，再次刷新了AC-DC電源轉(zhuǎn)換器的各項特性指標。
據(jù)MPS公司ACDC產(chǎn)品總監(jiān)Peter Huang介紹，全集成反激控制器系列產(chǎn)品 MPX2002/3，創(chuàng)新性地將初次級控制器合封在一顆芯片內(nèi)，大大簡化了外圍電路設(shè)計，為實現(xiàn)快充電源的小型化提供了全新的思路。
MPX2002 典型應(yīng)用電路（原邊 + 副邊 + 反饋）
MPX2002在 CCM運行模式下能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的同步整流控制。MPX2003 把頻率進一步提升到 130kHz 以上來滿足小型化需求。
HR121 是MPS公司AC/DC電源轉(zhuǎn)換器的另一款成名之作。
HR1211 的典型應(yīng)用電路
該款產(chǎn)品集成多模式PFC 和電流型 LLC 的二合一控制器，芯片集成了高壓電流源、安規(guī)認證的 X 電容放電電路、PFC 和LLC 的高壓驅(qū)動電路，從而實現(xiàn)了非常簡潔的外圍電路。
據(jù)Peter Huang介紹，HR1211 的數(shù)字控制內(nèi)核結(jié)合可重復編輯的存儲單元，賦予了整個方案強大的靈活性。PFC 和 LLC 兩級電路之間的配合；不同控制模式之間的切換；關(guān)鍵工作點的開關(guān)頻率；保護功能的閾值、時間以及恢復方式；所有這些主要的功能都可以通過 UART 的通訊口進行自由配置，并能夠在圖化操作界面上完成，這使得基于 HR1211 的電源設(shè)計能夠靈活的適應(yīng)不同應(yīng)用在不同設(shè)計中的性能要求。
在上述兩款新品的背后，得益于MPS的技術(shù)創(chuàng)新和對于前沿科技的理解。
1、利用多種新型拓撲提高效率
使用 PFC + LLC 以及 ACF+ZVS 的混合拓方式以實現(xiàn)零打開損耗，同時回收漏感，可以達到 93%以上的高效率。
2、采用全集成設(shè)計，以簡化設(shè)計，減少成本
傳統(tǒng)的非隔離式 AC-DC 解決方案通常需要使用多顆IC，同時還需配備原邊及副邊控制器以及光隔離器等，占板面積大，BOM成本高；MPS最新一代解決方案尺寸緊湊，集成度高，1顆IC即可囊括原邊和同步控制器，設(shè)計簡潔，占板面積小，成本效益高。
3、高頻化的芯片以適應(yīng)新一代功率器件
傳統(tǒng)硅器件的開關(guān)頻率低，效率也很難提高，隨著GaN 等新型半導體材料的出現(xiàn)，其開關(guān)頻率及效率都得到大大提高，高頻設(shè)計更加符合新型功率器件的要求。
4、數(shù)字化產(chǎn)品可以實現(xiàn)更好的性能
傳統(tǒng)的模擬控制器很難跟上日新月異的變化，新一代數(shù)字電源芯片的優(yōu)勢日趨明顯，MPS 的產(chǎn)品采用數(shù)字化內(nèi)核，具有非常豐富的可配置項目，相比傳統(tǒng)控制器，具有更多的靈活性。
如今，隨著“更綠色/環(huán)?！钡男乱?guī)范的出臺以及第三代半導體時代的到來，MPS 的 AC-DC 電源產(chǎn)品不斷精進技術(shù)和性能，迎合了廣大客戶市場需求的發(fā)展趨勢。
