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功率技術/新能源  

優化數位電源應用 DSC突破高開關頻率低漏電流門檻

上網時間: 2015年05月14日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:DSC  高開關頻率  太陽能逆變器  電源供應器  LED 

數位電源應用領域日益廣泛,包括交流對直流(AC/DC)電源供應器、直流對直流(DC/DC)電源供應器、發光二極體(LED)及HID燈,以及太陽能逆變器(Converter)、變頻器等。隨著上述數位電源應用產品製造商對於開關頻率要求越來越高,也對數位訊號控制器(DSC)帶來新的挑戰。

高開關頻率意味著漏電流相對將增加,對數位電源應用產品來說並非樂事,易導致產品耗電量增加的問題。為解決此問題,更高整合度、更低功耗、更小尺寸,以及整合更多功能的新一代數位訊號控制器應運而生。不僅如此,新一代數位訊號控制器還可在開關頻率更高的狀態下,運作更加複雜的非線性預測與自我調整控制演算法,這些演算法在電源設計中可讓工程師實現產品更佳的節能效果和電源規格,然而,過去這些高階演算法無法在高開關頻率下運作。

太陽能逆變器、電源供應器等對數位電源開關頻率要求日益提升。
太陽能逆變器、電源供應器等對數位電源開關頻率要求日益提升。

微芯(Microchip)16位元微控制器(MCU)事業部市場行銷經理Tom Spohrer表示,透過整合更快速的類比數位轉換器(ADC)、提早中斷避免占用中央處理器(CPU)效能的設計、更快速的時脈,以及高階演算法,都是讓數位訊號控制器可具備更高開關頻率的關鍵要素。更重要的是,為電源產品導入高開關頻率特性時,設計工程師也無須擔心產品在運作或休眠時間漏電流會增加。

另一方面,互補式金屬氧化物半導體(CMOS)製程技術不斷日新月異,採用氮化鎵(GaN)材料不僅可讓晶片運算速度更快,也可避免過去CMOS製程中既有的輸出電晶體漏失窘境,更不會產生線性區域轉換流失的問題,而這也是數位訊號控制器可達到高開關頻率,同時可兼顧低漏電流特色的重要因素。

此外,為不降低數位訊號控制器的運算速度,目前電源相關晶片業者多選擇不將Power金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)或驅動器(Driver)整合進數位訊號控制器中,尤其是高階數位訊號控制器。

種種提升數位訊號控制器效能並保有高開關頻率特性的設計,讓數位電源應用產品有更好的元件可運用。Spohrer也預期高開關頻率的數位訊號控制器,未來最大的應用市場將是DC/DC逆變器。

作者:Anthea Chuang





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