伏秒平衡控制技術(shù)
      在傳統(tǒng)的橋式拓?fù)潆娐分?，一般為防止變壓器的偏磁,，?huì)在變壓器的原邊回路中串入一個(gè)隔直電容器。這樣做存在缺點(diǎn),，一方面是增加了電源的成本和體積,，另一方面又增加了損耗,，降低了效率。ADP1043采用伏秒平衡控制的數(shù)字技術(shù)解決了該問題,。
如圖3所示,，在每個(gè)開關(guān)周期中，ADP1043通過CS1分別測(cè)量流過開關(guān)管A,、D和開關(guān)管B,、C的電流并計(jì)算其差值，通過差值信號(hào)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)信號(hào)OUTB和OUTD的脈寬,，對(duì)失衡進(jìn)行補(bǔ)償,。例如，如圖4所示,，當(dāng)CS1測(cè)量到流過開關(guān)管B,、 C的電流大于開關(guān)管A、D時(shí),，便會(huì)減小OUTB的脈寬,，增大OUTD的脈寬，這樣流過開關(guān)管B,、C的電流會(huì)減小,，而流過開關(guān)管A、D的電流會(huì)增大,，經(jīng)過若干周期后,，電流自動(dòng)實(shí)現(xiàn)了平衡。采用該技術(shù)后,，可有效防止偏磁,，并且省去隔直電容器，提高效率和可靠性,。


 
圖3 伏秒平衡控制技術(shù)
圖4 伏秒平衡控制波形
動(dòng)態(tài)死區(qū)控制技術(shù)
      在傳統(tǒng)模擬方案中,，一般設(shè)定一個(gè)足夠長(zhǎng)的固定的死區(qū)時(shí)間可確保電源工作在所有條件下。但是對(duì)于一個(gè)典型的應(yīng)用環(huán)境,，這個(gè)死區(qū)時(shí)間往往比所需的時(shí)間長(zhǎng),，由于在死區(qū)時(shí)間，是MOSFET的體二極管在導(dǎo)通電流,，所以較長(zhǎng)的死區(qū)時(shí)間會(huì)增加損耗,，降低電源的效率。ADP1043可根據(jù)負(fù)載的情況,，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)死區(qū)的大小,，從而使電源在輕載和滿載時(shí)的效率得以優(yōu)化。
       
改善輕載效率
    除了提高電源在重載下的效率,，改善電源輕載時(shí)的效率也同樣至關(guān)重要,。這是因?yàn)樵陔娫磯勖慕^大部分時(shí)間內(nèi),，工作負(fù)荷一般低于60%，電源很少在滿負(fù)荷下(100%)長(zhǎng)時(shí)間工作,，在滿載時(shí)能高效工作的系統(tǒng)并不能保證在輕載時(shí)也同樣保持最佳狀態(tài),。傳統(tǒng)的模擬方案為改善輕載效率，往往需要大規(guī)模改變或增加控制電路,，增加了控制的復(fù)雜性,，降低了電源的可靠性。而ADP1043所提供的數(shù)字控制技術(shù),，無需增加新的控制電路就能輕易的切換控制策略,，這對(duì)于模擬電路來說幾乎是不可能的。
跳周期控制技術(shù)
一般來說,，開關(guān)電源在重載時(shí),，其損耗主要是功率開關(guān)管的導(dǎo)通損耗。而在輕載時(shí),，開關(guān)管的開關(guān)損耗和磁損占主導(dǎo)地位,。因此，降低開關(guān)管在輕載時(shí)的開關(guān)頻率就能明顯降低損耗,，提高電源輕載時(shí)的效率,。跳周期控制技術(shù)就是一種有效的方法。
通常當(dāng)電源從滿載一直減小時(shí),，其工作模式會(huì)從連續(xù)電流模式（CCM）進(jìn)入到非連續(xù)電流模式（DCM）,，這時(shí)為了維持輸出電壓的調(diào)節(jié)，開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間將會(huì)減小,。如果一直繼續(xù)減小負(fù)載,，開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間就會(huì)到達(dá)最小導(dǎo)通時(shí)間。在達(dá)到最小導(dǎo)通時(shí)間后,，如果仍繼續(xù)減小負(fù)載,，調(diào)節(jié)器必須屏蔽掉一些開關(guān)脈沖，以維持輸出電壓的調(diào)節(jié),。這時(shí)一個(gè)脈沖將對(duì)輸出電容充電維持足夠的輸出能量,，而在接下來的幾個(gè)脈沖被調(diào)節(jié)器屏蔽，不驅(qū)動(dòng)開關(guān)管,，當(dāng)輸出電壓降到調(diào)節(jié)器的閾值電壓以下時(shí),，一個(gè)新的脈沖開始。這樣,，在維持輸出穩(wěn)定的前提下減少了開關(guān)次數(shù)，降低了開關(guān)損耗,，從而極大的提高輕載的效率,。
通過ADP1043的GUI可以設(shè)置開關(guān)管的最大和最小的導(dǎo)通時(shí)間和是否啟用跳周期控制技術(shù),，如圖5所示。當(dāng)所需的導(dǎo)通時(shí)間小于設(shè)置的最小導(dǎo)通時(shí)間,，并且啟用了跳周期控制技術(shù)時(shí),，電源進(jìn)入跳周期的工作模式。

 

圖5 跳周期控制GUI設(shè)置界面
關(guān)閉同步整流
      當(dāng)電源采用同步整流時(shí),，由于MOSFET的雙向?qū)ǖ奶匦?，使得此時(shí)的電感電流能夠反向，產(chǎn)生環(huán)流,。環(huán)流的大小和輸出濾波電感有關(guān),，輸出濾波電感越小，環(huán)流就會(huì)越大,，相應(yīng)的損耗也會(huì)越大,。由于同步整流管不能從連續(xù)電流模式（CCM）自動(dòng)切換到非連續(xù)電流模式（DCM），因此要在電感電流反向前關(guān)閉同步整流,，使電源進(jìn)入非連續(xù)電流模式（DCM）,，避免環(huán)流的產(chǎn)生，大大提高電源輕載時(shí)的效率,。
通過ADP1043的GUI可以設(shè)置關(guān)閉同步整流時(shí)的電流閾值,。當(dāng)輸出電流值低于該閾值時(shí)，關(guān)閉同步整流,。如圖6所示為采用ADP1043設(shè)計(jì)的全橋拓?fù)涞哪K電源在不關(guān)閉和關(guān)閉同步整流在輕載條件下的損耗的情況,。可以看到,，當(dāng)關(guān)閉同步整流后,，大大減少了電源的輕載損耗。

圖6 兩種模式下的輕載損耗比較
切相技術(shù)
       隨著對(duì)功率要求越來越大,，以及對(duì)負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)的要求越來越嚴(yán)格,，用兩個(gè)或更多個(gè)功率單元進(jìn)行交錯(cuò)處理的多相技術(shù)越來越普遍。多相電路相對(duì)于單相電路具備明顯的優(yōu)勢(shì),。這些優(yōu)勢(shì)包括輸入紋波電流很低,，輸入電容數(shù)量較少；由于輸出紋波頻率的等效倍增,，使輸出紋波電壓也降低了,；而且由于損耗分布在更多元件中，消除了熱點(diǎn),，降低了元件的溫度,；在重載時(shí)，開關(guān)管的導(dǎo)通損耗占主導(dǎo)，通過多相并聯(lián)可以很好的降低導(dǎo)通損耗,，提高電源在重載時(shí)的效率,。但是，隨著負(fù)載的減少,，電路進(jìn)入輕載狀態(tài),，開關(guān)管的開關(guān)損耗逐漸占主導(dǎo)，此時(shí),，輸出由一相供電就已經(jīng)足夠,，多相的并聯(lián)反而使開關(guān)損耗成倍增加。因而,，在輕載時(shí),，僅留一相工作，關(guān)閉多相模式,，可以明顯改善電路在輕載時(shí)的效率,。
     如圖7所示，為采用ADP1043所設(shè)計(jì)的交錯(cuò)式雙管正激電路,。當(dāng)輸出電流值低于通過GUI所設(shè)置的閾值時(shí),，ADP1043便會(huì)關(guān)閉QA2、QB2的驅(qū)動(dòng)信號(hào),，以減少損耗,。圖8所示為采用切相技術(shù)的電源的效率曲線，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)輸出電流低于10A時(shí),，電源工作在單相模式下,，效率有了明顯的提高。

 圖7 交錯(cuò)式雙管正激電路

圖8 采用切相技術(shù)的效率曲線

結(jié)語(yǔ)
ADP1043所提供的數(shù)字電源技術(shù)可以有效提高電源無論是在重載還是在輕載時(shí)的效率,，實(shí)現(xiàn)了高效率電源,。