在开关电源选购过程中,除了一些行业规定的标准、认证外,电源本身的电路设计也是非常重要。前面说过选购电源看电源的PFC设计,除此之外,电源本身的电路设计也使非常重要的,电路拓扑的选择不仅对电源性能有影响,还对电源的可靠性有重大作用。
开关电源一般采用单端正激式、单端反激式、双管正激式、双单端正激式、双正激式、推挽式、半桥、全桥等八种拓扑。其中双管正激式、双正激式和半桥电路的开关管承压仅为输入电源电压,60%降额时选用600 V的开关管比较容易,而且不会出现单向偏磁饱和的问题,这三种拓扑在高压输入电路中得到广泛的应用。
富士康电源由世界第一电源大厂台达(Delta)代工,作为全球电源出货量最高的生产厂家,台达早就不再使用半桥拓扑这种结构,正激拓扑的电源技术成熟而且成本已经得到了控制,因此即使低端250W电源也采用正激拓扑。
半桥式转换器(Half-Bridge)设计是直流电压转换成不同直流电压的一种电源转换架构,是由两只整流二极管封装在一起构成的,它有4端和3端之分,4端半桥内部的两只二极管各自独立,而3端半桥内部的两只整流二极管的负极与负极相连或正极与正极相连,1只半桥可以组成全波整流电路,用2只半桥可组成桥式全波整流电路。半桥式转换器由2个开关原件轮流反复ON-OFF动作,由于两个晶体管的电荷存储时间不同,可能产生偏磁现象。半桥式转换器的关键零件是开关晶体管(Switching transistor),利用电压控制回路来调整开关晶体管信号,由此调整输出电压,但是在高温运作时,开关晶体管受温度影响较大,可靠度会降低。
正激转换器(Forward converter) 电路设计同样也是直流电压转换成不同直流电压的一种电源转换架构,类似返驰式转换器(flyback converter),采用正激电源交换时,由于能量只通过变压器,所以使用较小型的变压器即可。这种电路设计适用于低输出电压、大输出电流之电源内。这是一线PC所要求的先进线路设计,胜过传统半桥式转换器设计,可以大幅提高产品效能及可靠度。
正激转换器(Forward converter) 电路采用了金属氧化半导体场效晶体管(Power MOS)作为主要零件,藉由静电感应将提高电子浓度即可令N型半导体呈导通状态,达到开关动作的效果。正激转换器利用电流传感器的电路比较传回输入控制信号,比对调整每次传回信号电流产出的电压来控制。即使在高温运作时金属氧化半导体场效晶体管仍有很好的可靠度。由于正激转换器设计精简, 减少了所需零件数量, 并采用具高可靠度的零件 (Power MOS 及 IC),故可靠度非常高。
富士康科技集团近期推出的电源全部采用了输出功率更高,输出电流更为稳定,产品性能更好的正激转换器电流设计,像富士康80P 400B电源的转换效率已经高达80%,性能更加稳定可靠。
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(新闻稿 2007-12-03)