两种高效能电源设计及拓扑分析

　　图3中的半桥变压器是高功率要求的另一个选择。和单开关或双开关正向变压器相反，半桥变压器可以在两个象限工作并降低原边FET的电流。变压器组成结构和输出整流比单一正向拓扑结构复杂，也存在高开关耗损问题。

　　图3 半桥拓补电路结构

　　新兴拓扑结构

　　为了符合更高效能的要求，业界已开发了数种新的拓扑结构。这些新电路拓扑不一定是指新发明，而是新近在商业大批量应用的。其中，两种最受重视的拓扑分别为有源钳位正激和双电感加电容(LLC)。

　　1 有源钳位正激

　　图4中的有源钳位正激拓扑是一个存在已久的软开关结构，虽然这种结构和传统的正向式拓扑结构类似，但过去一直被视为是难以实现的结构，因此主要应用在特殊领域，比如电信领域。不过，随着新IC的推出，这种结构的实现变得非常简单。

　　图4 采用安森美半导体NCP1562的有源钳位正激拓补结构

　　在这个拓扑结构中，变压器在主开关的整个关闭时间内通过附属开关串行的电容进行复位，这样做可以消除单开关正向结构中的无效时间。它的主要优点包括低开关耗损，可在50%以上占空比工作，降低了原边开关的电流应力。同时，这个结构也提供了自驱动同步整流功能，省去了专用门极驱动电路。加之低电压MOSFET越来越低的价格，采用MOSFET和同步整流已经成为实现低输出电压高电流整流的可行方案。

　　使用有源钳位器件和进行有源钳位FET的控制虽然看起来会增加电路的复杂度，但却可以通过节省缓冲电路、复位电路和较低整体开关要求加以补偿。这个结构也能够在宽广的输入电压范围下工作，因而适合多种应用，包括电视游戏机。

　　这个结构的主要缺点是没有大批量应用，比如在计算机中，因此一般台式机的设计工程师对它感到陌生。不过随着像安森美半导体等公司不断推出产品，这个拓扑结构的实现难度已经降低了。在较大批量应用中采用这个结构也能够降低采用元件的成本。这个拓扑的另一缺点是，和双开关正向或半桥变压器比较，需要较高额定电压的开关。 -- 2007-12-5 23:37:38--> 2 LLC谐振半桥

　　图5中的LLC拓扑结构特别适用需要高输出电压的场合，如液晶和等离子电视等应用。

　　图5 LLC谐振半桥拓补结构

　　和有源钳位拓扑一样，这也是一款因超低开关耗损达到超高效能的软开关拓扑结构。其他优点还包括不需输出电感，因此可以降低实现的整体成本。最后，由于采用半桥配置，可以降低原边元件的压力。

　　另一方面，这个结构也有一些缺点，最主要的是增加了复杂的磁性设计，输出电容上的高纹波电流和可变频率。同时，这个结构在设计较宽输入电压范围上也比较困难。