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(zhuǎn)換控制器。在此之前,，數(shù)家全球知名的電源管理半導(dǎo)體供應(yīng)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(dǎo)體（上海）有限公司設(shè)計中心應(yīng)用技術(shù)二部高級經(jīng)理周勁先生做了詳細(xì)的介紹。

ROHM半導(dǎo)體（上海）有限公司 設(shè)計中心 應(yīng)用技術(shù)二部 高級經(jīng)理 周勁

“去光耦運(yùn)動”

       從人身安全和系統(tǒng)保護(hù)的角度考慮,，電子設(shè)備必須具有絕緣特性,，而采用隔離型電源是把強(qiáng)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(shè)備,、FA變頻器、PLC控制,、AC伺服等等,，這些工廠設(shè)備上的一個應(yīng)用對于絕緣電源會有需求。通信基站的,，比如中繼器,、服務(wù)器、工業(yè)設(shè)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(jìn)行發(fā)電,，實(shí)際上如果實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)的話，是需要我們有絕緣的電源轉(zhuǎn)換成跟室內(nèi)一樣的電壓,，并到網(wǎng)上去,，這種不間斷的電源也是應(yīng)用越來越廣泛。

       當(dāng)隔離電源控制系統(tǒng)把高壓強(qiáng)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(dá)到電源供應(yīng)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(zhuǎn)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(lǐng)域的明星產(chǎn)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(diǎn)。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(shè)計復(fù)雜,，增加了系統(tǒng)的成本。

       于是,，電源供應(yīng)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(yùn)動”就此拉開。各電源半導(dǎo)體供應(yīng)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(wù)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(lǐng)域的產(chǎn)品線分布,，可以為客戶提供更為廣泛的選擇,。

ROHM在電源類領(lǐng)域不斷發(fā)力，大背景是因?yàn)榻┠旯I(yè)市場的業(yè)務(wù)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(chǎn)品分布

       對ROHM來講，10年以前占比80%的都是在消費(fèi)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(yù)計能夠達(dá)到40%銷售額的占比,，今后會逐漸加大投入,，明年的目標(biāo)是會占到41%，在工業(yè),、機(jī)器和汽車的應(yīng)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(shè)計，減少零部件數(shù)量,。光電耦合器是會發(fā)光的,，內(nèi)部有發(fā)光元件，它自身會消耗相對比較多的電流,。另外,，因?yàn)樗l(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(zhuǎn)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(guān),，產(chǎn)生一個波形,，然后二次側(cè)刺激它，來感應(yīng)出這個電流,，來實(shí)現(xiàn)電壓的輸出,。我們看這一點(diǎn)，變壓器初級的這一個波形,，就是這么一個開關(guān)的波形,，這個峰值，我們把它稱作VSW,，就是開關(guān)變壓的一個模型,。實(shí)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(guān)系,。因此,，這個VSW是包含著有輸出,，相關(guān)的一個信息，難點(diǎn)在于怎么把這個信息讀取出來,，反應(yīng)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(guān)的內(nèi)容提取出來,，實(shí)現(xiàn)對VSW的監(jiān)控，把VSW波形提取之后,，間接地實(shí)現(xiàn),，經(jīng)過我們的輸出電壓，一次側(cè)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(cè)，也就取消了前面光電耦合器直接反饋的電路,，通過內(nèi)置提取電路,，來實(shí)現(xiàn)對二次側(cè)輸出電壓的監(jiān)控。

自適應(yīng)導(dǎo)通時間控制的效果

       第二個特色是通過自適應(yīng)導(dǎo)通時間控制技術(shù),，能夠改善負(fù)載響應(yīng)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(shè)計方式,，相對補(bǔ)償電路會比較復(fù)雜一點(diǎn)，特別是電壓模式,，我們會需要一個相對的補(bǔ)償來保證它在所有負(fù)載狀況,，所有溫度特性狀況下，來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的工作,，這是需要一個相對比較復(fù)雜的相位補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計,。電流模式是電壓模式的一個改進(jìn)版，在監(jiān)控電壓的同時,，還會檢測電感里面的電流,。相位補(bǔ)償會比電壓模式好一點(diǎn)，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(dāng)負(fù)載發(fā)生突然變化的時候，輸出電壓會有一個波動,，因?yàn)檫@兩種方式從根本上來講,，都是一個三角波來實(shí)現(xiàn)控制，是通過間接的轉(zhuǎn)化方式來的,，因此,，它的速度會慢一點(diǎn)。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(dǎo)通時間控制，這個東西得益于廣泛應(yīng)用吧,，它實(shí)際上直接監(jiān)控輸出電壓,，當(dāng)它比參考電壓低的時候，到一定時間在下降的時候,，實(shí)際上就是通過直接對輸出電壓的監(jiān)控來實(shí)現(xiàn)它的直接控制,，因此，相位補(bǔ)償,，因?yàn)樗呛苤苯涌词裁磿r候開始,，什么時候關(guān)，相位補(bǔ)償不需要去進(jìn)行設(shè)計,，因?yàn)樗乃俣群芨?。另外，?fù)載響應(yīng)特性良好,，廣泛應(yīng)用在CPU,，電壓比較低，電流比較大的場合,，負(fù)載變化比較劇烈的情況下,。這個是我們導(dǎo)通時間控制的方式，實(shí)現(xiàn)的一個波形,，只有當(dāng)負(fù)載電流突變的時候,，只有一小點(diǎn)點(diǎn)波動就能夠穩(wěn)定在一個應(yīng)當(dāng)輸出的電壓方式上。通過對非絕緣的DCDC轉(zhuǎn)換的導(dǎo)通時間控制方式,，把它移植到了絕緣內(nèi)部上,，在ROHM自身還有自身的一些專利技術(shù)的應(yīng)用，我們叫做自適應(yīng)導(dǎo)通時間控制,，完全實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)通時間控制上的種種優(yōu)點(diǎn)的移植,，比如不需要相位補(bǔ)償，負(fù)載響應(yīng)仍然是很好的，這就是應(yīng)用在柵極絕緣驅(qū)動器,，隔離通信這塊,，從電源上就可以得到廣泛的應(yīng)用。

通過負(fù)載補(bǔ)償糾正二極管壓降

       第三個特色是通過負(fù)載補(bǔ)償糾正輸出特性,，能夠保證在重負(fù)載的時候,，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的平穩(wěn)。這是ROHM獨(dú)有的技術(shù),，因?yàn)樗淮嬖谥苯拥姆答?，?dāng)負(fù)載比較重的時候，到電流進(jìn)入連續(xù)區(qū)的時候,，實(shí)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(dú)自開發(fā)的一個應(yīng)用技術(shù),，通過一個電阻來設(shè)定反饋的比例，調(diào)整這個比例,，來實(shí)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(jìn)行補(bǔ)償，把大電流的時候,，本來應(yīng)該跌落的電壓,，能夠?qū)崿F(xiàn)在全電流負(fù)載上，能夠?qū)崿F(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定,。

       在采訪過程中,，周勁反復(fù)強(qiáng)調(diào)這款全新的BD7F系列新品的高可靠性，正是使用了ROHM獨(dú)有的專利技術(shù),，才使得它在未來的市場競爭中大有可為,。