提高電力效率與更節(jié)能的AC-DC轉(zhuǎn)換器

來源：羅姆半導(dǎo)體社區(qū)

交流/直流轉(zhuǎn)換器的目的是將輸入的交流信號轉(zhuǎn)換成可變的直流電壓，然后通過濾波器對其進(jìn)行優(yōu)化以獲得不受管制的直流電壓。AC/DC轉(zhuǎn)換器主要應(yīng)用于消費(fèi)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)和過程控制系統(tǒng)、測量設(shè)備、半導(dǎo)體制造設(shè)備和國防應(yīng)用。

例如，在智能家居中，電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)高效的AC/DC轉(zhuǎn)換硬件，以減少能源損失并實(shí)現(xiàn)顯著的成本節(jié)約。智能家庭和智能辦公室需要多節(jié)點(diǎn)、執(zhí)行器和低功耗傳感器的網(wǎng)狀控制系統(tǒng)。

交流/直流變換器的開發(fā)和選擇將成為一個真正的挑戰(zhàn)。然而，業(yè)界提供了越來越多的集成電路，這些集成電路融合了創(chuàng)新特性，縮短了開發(fā)時間。

選擇AC/DC器件

AC/DC控制器的選擇與幾個因素有關(guān)。拓?fù)洹⒖刂扑惴ê托阅苤皇顷P(guān)鍵的幾個方面。

在電力系統(tǒng)中，保護(hù)功能也是一個必不可少的安全和可靠性方面。有幾種保護(hù)類型，包括與輸入(過電壓和輸入電壓下降)、輸出(過載、短路、反向電壓和過電壓)和溫度(過熱和環(huán)境溫升)有關(guān)的保護(hù)。通常，為了滿足特定的需求，高度集成的解決方案通常比離散組件提供更高的性能和更低的功耗。

AC/DC變換器通常需要很好的開關(guān)以獲得高的能量效率。這可以通過諸如碳化硅(SiC)等創(chuàng)新的工藝和技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

每個設(shè)備都會受到變化的影響，但是一個設(shè)計良好的系統(tǒng)必須對這些邊緣提供魯棒性。高集成度AC/DC變換器的使用降低了設(shè)計誤差的可變性，并允許魯棒性和參數(shù)公差。

解決方案

Rohm半導(dǎo)體公司的BM2SCQ12xT-LBZ系列AC/DC變換器適用于工業(yè)應(yīng)用，包括大功率設(shè)備中的逆變器。該系列集成了1700-VSiCMOSFET，提供了比現(xiàn)有硅功率器件更高的能量效率、小型化和更高的電壓容量。低壓SiC MOSFET和IGBT的使用限制了輔助電源的節(jié)能效果。

該系列通過解決設(shè)計者使用離散解所遇到的許多問題，簡化了AC/DC變換器的高效設(shè)計。由于集成的SiCMOSFET和優(yōu)化的控制電路，這些器件減少了與傳統(tǒng)設(shè)計(從12個部件加上散熱片到單個IC)相比所需的部件數(shù)量。

采用SiC MOSFET的好處

在高耐壓范圍中，SiC MOSFET與Si-MOSFET相比，具有“開關(guān)損耗與導(dǎo)通損耗小”、“可支持大功率”、“耐溫度變化”等優(yōu)勢?；谶@些優(yōu)勢，當(dāng)SiC-MOSFET用于AC/DC轉(zhuǎn)換器和DC/DC轉(zhuǎn)換器等中時，可帶來更高的功率轉(zhuǎn)換效率、散熱器件的小型化、高頻工作使線圈更小等好處，具有更節(jié)能、部件數(shù)量更少、安裝面積更小等效果。

該裝置將能源效率提高了5%(并降低了28%的功率損耗)。這些特點(diǎn)導(dǎo)致了在工業(yè)應(yīng)用中的尺寸大幅度縮小，增加了可靠性，并在工業(yè)應(yīng)用中節(jié)省了更多的能源。

審核編輯黃昊宇