DC-DC直流模塊電源中容易實(shí)現的拓撲選擇

較為常見(jiàn)的模塊電源分為AC-DC與DC-DC兩種。關(guān)于A(yíng)C-DC模塊電源，無(wú)論是網(wǎng)絡(luò )上還是實(shí)際電源設計上都有不少的探討，反倒是DC-DC模塊電源的相關(guān)資料卻較少。本文就將針對這種情況，對DC-DC模塊電源進(jìn)行梳理，為大家分析出哪種拓撲電路更加容易實(shí)現，且性能更佳。

此處說(shuō)的DC-DC模塊電源，應該指的是工業(yè)、軌道交通、通信、軍事上用的嵌入式模塊電源，這類(lèi)電源追求的是高可靠性、高功率密度、高效率，就目前而言，對成本雖有要求，但遠沒(méi)有常規的AC-DC那么敏感。且為了達到高性能，一般不會(huì )像AC-DC那樣，DC-DC模塊電源在設計時(shí)，為方便設計的靈活性，不太用集成度高的IC。

一般而言，流行于市面上的DC-DC模塊電源(隔離型)，功率等級基本在1kw以?xún)?功率再大一點(diǎn)的，可通過(guò)多模塊并聯(lián)均流實(shí)現)，輸入電壓范圍從2.5V到650V不等，輸出電壓則從1V到60V不等，而模塊在設計時(shí)，對拓撲的選擇主要從這三方面考慮了：輸入、輸出、功率等級。

Royer(自激推挽)

一般用于低輸入電壓的場(chǎng)合(如2.5V，5V)，且功率不大(如2W以?xún)?，另外Royer是非穩壓的，若需要穩壓，則需要在模塊里面加入線(xiàn)性穩壓線(xiàn)路;

常規反激(包括IC控制的反激和RCC)

用于模塊電源中的常規反激，一般功率不超過(guò)50W，輸入電壓覆蓋9V到1000V，均有模塊產(chǎn)品出現;同步整流技術(shù)是反激變換器設計中的一個(gè)難點(diǎn)，也是專(zhuān)利壁壘比較多的一個(gè)點(diǎn)，市場(chǎng)上的小功率DC-DC模塊大多用這種拓撲;至于RCC，最大的優(yōu)點(diǎn)是便宜，但它對器件的一致性要求太高，而且還是變頻的，并不太適合用來(lái)制造高性能模塊電源，早年的模塊電源有人用過(guò)，現在用的人越來(lái)越少了。

有源鉗位反激/有源鉗位正反激

有源鉗位反激是有源鉗位技術(shù)與常規反激變換器結合的產(chǎn)物，開(kāi)關(guān)管應力低，效率高，EMI特性好是它的優(yōu)點(diǎn)，但技術(shù)復雜，同步整流也不好搞定，所以盡管它的優(yōu)點(diǎn)很多，但市場(chǎng)上用這種拓撲做產(chǎn)品的并不多見(jiàn);至于有源鉗位正反激技術(shù)，比有源鉗位反激技術(shù)更復雜，正反激最大的優(yōu)點(diǎn)就是輸出紋波小，尤其是0.5duty時(shí)理論紋波為零，可在一些高性能DC-DC模塊電源中見(jiàn)到這種拓撲;

有源鉗位正激，最開(kāi)始是vicor的專(zhuān)利拓撲，2003年專(zhuān)利到期，經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，可以說(shuō)是模塊電源里最著(zhù)名也是最成熟的一個(gè)拓撲了，常用于50W---200W功率等級，輸入電壓不超過(guò)100V的場(chǎng)合，幾乎每一家做模塊的企業(yè)都會(huì )用到這種拓撲，輸出電壓從1V到15V均有。

硬開(kāi)關(guān)半橋(全橋)

常見(jiàn)于低壓大功率的模塊，如低壓半磚模塊、全磚模塊，一般介于200W---800W之間，也有人用作高壓輸入模塊，如200V---400V輸入，但不多見(jiàn)。

移相全橋(PSFB)

大概90年代開(kāi)始流行，玩大功率的應該很熟，在高壓大功率DC-DC模塊，主要用這種拓撲了(DC-DC模塊一般輸入電壓比較寬，LLC雖有效率上的優(yōu)勢，但在寬輸入電壓范圍應用場(chǎng)合不合適)，市面上能夠見(jiàn)到的用PSFB的DC-DC模塊產(chǎn)品基本參數為：輸入200V--400V(或輸入400V---650V)、輸出600W、800W、1000W、尺寸多為標準全磚尺寸，完善的保護機制，多模塊并聯(lián)冗余能力。

LLC

模塊電源里的LLC，多用于bus-converter，且開(kāi)環(huán)定頻控制，一般設計時(shí)，讓Lm>>Lr，可以實(shí)現ZVS/ZCS，可以獲得非常高的效率，比如vicor的正弦振幅變換器，可以做到變態(tài)的滿(mǎn)載98%效率，(400V輸入/1700W輸出/尺寸相當于一個(gè)打火機大小)。

兩級架構

最早出現于synqor的專(zhuān)利，Buck+推挽或Buck+交錯正激(Vicor也有個(gè)類(lèi)似的專(zhuān)利，Buck+LLC)，兩級架構的思路非常巧妙，它大大拓寬了常規變換其的應用場(chǎng)合，并且降低成本，感興趣的話(huà)可搜一下syqor或vicor的專(zhuān)利，或上它的官網(wǎng)上看看。

其他

不對稱(chēng)半橋(具有ZVS特性)，雙管正激，應用于bus-converter中的非調整半橋/半調整半橋，ATCA架構等。