TI, güç kaynağı boyutunu yarı yarıya azaltan ilk seri üretilen aktif kıskaç geri dönüş kontrol cihazını tanıttı
Son yıllarda, hızlı şarj teknolojisinin gelişmesi akıllı telefonların şarj hızını büyük ölçüde artırmıştır. "Beş dakika şarj etme ve iki saat konuşma", vivo için klasik bir reklam kelimesi haline gelmiştir. Hızlı şarj teknolojisi, esasen şarj gücünü artırır ve güç talebindeki artış, sınırlı hareket kabiliyetine sahip daha büyük bir AD-DC adaptörünün oluşturulması anlamına gelir. Bu eğilim için, birçok güç IC üreticisi kendini güç kaynağı boyutunu küçültmek için çözümler geliştirmeye adamıştır.
19 Mart'ta TI (Texas Instruments), piyasadaki ilk seri üretilen UCC28780 aktif kıskaç geri dönüş kontrol cihazını ve aktif kıskaç geri dönüş kontrolörleri için özel olarak tasarlanmış ilk senkronize doğrultucuyu piyasaya sürdü. Denetleyici, UCC24612. İkisinin kombinasyonu, anahtarın çalışma frekansını 1MHz'e yükseltebilir ve AC / DC adaptörünün ve USB PD şarj cihazının güç kaynağı boyutunu yarıya indirmeye yardımcı olabilir.
TI'nin yüksek voltajlı güç çözümlerinden sorumlu başkan yardımcısı Steve Lambouses şunları söyledi: "Tüketiciler daha küçük bir boyutla daha hızlı şarj istiyor. Bu yeni çözümler sadece bu hedefe ulaşmakla kalmıyor, aynı zamanda tasarımcıların bunu daha düşük güç tüketimiyle gerçekleştirmesini de sağlıyor. Eskisinden daha fazla özellik. "
Aktif kıskaç geri dönüşü: daha küçük bir alanda daha fazla güç bırakın
AC-DC güç kaynakları için, geri dönüş dönüştürücü, basitliği nedeniyle tercih edilen topolojidir. Teorik olarak, anahtarlama frekansı ne kadar yüksek olursa, güç kaynağının boyutu o kadar küçük olur, çünkü transformatörler, kapasitörler ve indüktörler gibi pasif bileşenlerin hacmini azaltır. Fakat aslında, çok yüksek bir anahtarlama frekansı, daha fazla transformatör kaçak endüktansına neden olacaktır, bu da ısı şeklinde yayılacaktır, bu sadece dönüştürme verimliliğini etkilemekle kalmaz, aynı zamanda bileşenlere de kolayca zarar verir. Bu nedenle, piyasadaki geri dönüş anahtarlamalı güç kaynaklarının çalışma frekansı çoğunlukla onlarca KHZ'dir ve bu kez TI, 1 MHZ'ye kadar UCC28780 aktif kıskaç geri dönüş kontrol cihazını piyasaya sürdü. UCC28780 ile eşleştirilmiş, aynı zamanda 1 MHZ'ye kadar anahtarlama frekanslarını da destekleyen UCC24612 senkron doğrultucu kontrol cihazıdır.
"Yarı rezonans geri dönüşü her zaman tercih edilen topoloji olmuştur. Geçmişte endüstri, güç kaynağının boyutunu azaltmak için trafo kaçak endüktansını düşürüyordu. Şimdiye kadar, aktif kelepçe geri dönüşünün bu dengeyi bozduğuna ve aktif kelepçenin depolayabileceğine inanıyoruz. Enerji ve çıkışa aktarın ve sıfır voltaj geçişi sağlayın, bu da iki ana kayıp kaynağını ortadan kaldırarak boyutu büyük ölçüde küçültür. "TI sistem ve uygulama mühendisliği yöneticisi John Stevens dedi.
Resim: Bay John Stevens aktif kıskaç geri dönüş yonga setini tanıtıyor
Ancak ayrıntılar anahtardır, çünkü aktif kelepçe akıllıca kontrol edilmezse, gerçek etkisi daha kötü olacaktır. Bu nedenle TI, aktif kelepçe geri dönüş devresi için 1 MHZ'ye kadar akıllı kontrolör UCC28780'i özel olarak geliştirdi ve geri dönüş güç kaynağının daha küçük boyutta yüksek performans elde etmesini sağladı.
UCC28780 + UCC24612'nin avantajları esas olarak aşağıdaki üç yönden yansıtılmaktadır:
İlk olarak, sıfır voltaj anahtarlaması elde etmek için kelepçeyi doğru şekilde kontrol etmek için anahtarlama kayıplarını ortadan kaldırın ve EMI'yi azaltın. Sıfır Gerilim Anahtarlama (ZVS) teknolojisinin, yüksek frekans ve daha yüksek verimlilik gereksinimlerinin getirdiği tüm zorlukların üstesinden gelmek için harika bir yol olarak kabul edildiğini belirtmekte fayda var, ilkesi sıfır gerilimde açıp sıfır akımda kapatmaktır. Tüm anahtarlama kayıplarını ortadan kaldırmak için.
Bununla birlikte, pratik uygulamalarda, devre tasarımcıları yalnızca sıfır gerilim ve sıfır akım oluştuğunda tahmin edebilirler, bu nedenle sıfır gerilim anahtarlamasının mükemmel senkronizasyona ulaşması zordur. John Stevens, UCC28780'in yenilikçi ZVS algoritması aracılığıyla sıfır gerilimi doğru bir şekilde yakalayabildiğini ve böylece TI'nin benzersiz avantajı olan anahtarlama kayıplarını azalttığını söyledi.
Ek olarak, UCC28780 ayrıca çıkış kapasitansını ve açık direnci daha da azaltan ve adaptörün boyutunu azaltan galyum nitrür (GaN) alan etkili transistörleri (FET) destekler. GaN alan etkili transistörleri kullanan aktif kıskaç geri dönüş devresinin dönüşüm verimliliğinin, sıradan silikon bazlı alan etkili transistörlerin verimliliğinden yaklaşık% 2 daha yüksek olan% 94-% 95 kadar yüksek olduğu anlaşılmaktadır.
İkincisi, küçük boyut. Daha düşük anahtarlama kaybı, yonga setinin 1 MHz'e kadar olan frekanslarda verimli bir şekilde çalışmasına, transformatörlerin ve pasif bileşenlerin hacmini azaltmasına ve ısı emici ihtiyacını ortadan kaldırmasına olanak tanır. Mevcut çözümlerle karşılaştırıldığında, toplam boyut% 50 azaltılabilir ve güç yoğunluğu daha yüksektir.
Üçüncüsü, yüksek verimlilik. Verimlilik, kaçak enerjinin dolaştırılması ve çıkış terminaline aktarılmasıyla artırılır.Çok modlu kontrol, tam yük altında% 95'e kadar verimlilik sağlayabilir. Bekleme modunda güç tüketimi 40 mW'den azdır, CoC Tier 2 ve ABD Enerji Bakanlığı (DoE) VI seviyesini aşar Enerji verimliliği standartları.
Resim: Bay Wu Weiqiang, aktif kıskaç geri dönüş yonga setinin avantajlarını tanıtıyor
TI'nin yeni başlatılan aktif kıskaç geri dönüş yonga setinin 20W-150W güç aralığını desteklediği ve esas olarak yüksek güç pazarlarını hedeflediği anlaşılıyor. Bunların arasında TI, 75 W'ın üzerindeki güç gereksinimleri için bir UCC28056 PFC denetleyicisi de sağlar. PFC (güç faktörü düzeltme) artışı dönüştürme verimliliğini düşüreceğinden, UCC28056% 10 yük altında% 90'dan fazla verimlilik ve yalnızca 25 mW bekleme güç tüketimi elde edebilir, böylece her zaman açılabilir ve bileşenlerin sayısı azalır. UCC28056 temel olarak dijital TV'leri, masaüstü bilgisayarları, dizüstü bilgisayar adaptörlerini, elektrikli el aletlerini ve diğer AC / DC uygulamalarını hedefler.
Son olarak, TI ayrıca 499 ABD doları ve 100 ABD doları fiyatlı UCC28780EVM, UCC24612EVM iki geliştirme kartı da gösterdi. Piyasada şu anda popüler olan USB Type-C AC-DC adaptörü için TI ayrıca 85-265V AC geniş giriş voltajı aralığına sahip 65W referans tasarımına sahiptir.Bu tasarım çok yüksek bir anahtarlama frekansı ve 30W / in3 güç yoğunluğu kullanır. % 92 maksimum verimlilik elde edin.
