在各种负载条件下坚持高功率的电源操控器
曩昔数十年中，传统的模仿和脉宽调制（PWM）功率转化器完全能满意电源规划的要求，但近来好像遇到了困难。为了使转化功率那怕进步1％，也需要在拓扑结构、相关元器材和电路规划等方面做出严重改进。在体系和市场需求不断移风易俗的压力下，电源规划师们开端寻求一种能在各种工频和负载条件下都更灵敏、更牢靠且功用更超卓的产品，当然期望能在不添加本钱的前提下，取得这一切。
运用半导体前锋iWatTInc公司研制的数字技能，一种新式的功率转化操控器不只能做到这些，并且使电源具有了史无前例的灵敏性和可编程才能，这是传统PWM和其它模仿办法所无法完结的。这些操控器能显着改进AC/DC和DC/DC功率转化计划的整机本钱和功用，包含阻隔和直接耦合转化器。
iWatTInc公司开发了一种名为“pulse Train”的专利稳压技能。运用这一新技能，iWatt公司推出了一系列新的数字化开关电源（SMPS）操控器。iWatt公司期望这些新产品能克服旧式技能的各种缺陷，为电源规划数字化铺平道路。
测验标明，关于带有源功率因数校对（PFC）电路的60W单级单开关AC/DC转化器，在85～265V整个工频电压范围内，新的数字化操控器在各种负载条件下的功率高达80％至89％。如图1所示。此数字化操控器具有无需光耦器材；只用初级反应进行操控而无需反应电路补偿；以及能习惯任何拓扑结构的电源等长处。
图1 电源功率
选用PWM操控器的电源在轻负载时功率和稳定性通常将显着下降。pulse Train技能因为无需贵重的光耦器材和相关元器材，使得电源更廉价、更简便。与模仿产品不同，这种数字计划还为250W以下的AC/DC运用供给了内建的有源PFC特性。
pulse Train技能的特点是选用了一对脉冲发生器（一个功率脉冲发生器和一个检测脉冲发生器）。此计划中，功率脉冲用于变压器至负载的能量传递，而检测脉冲用于监测负载电压，优化程序用于设定脉冲的注册和关断时刻。脉冲比操控器（PRC）运用初级反应，经过逐脉冲选通固定宽度和固定周期的功率脉冲来完结稳压。如图2所示。
图2 脉冲比操控（PRC）示意图
iWatt首席技能官Mark Telefus解释道，在传统的模仿PWM或脉冲频率调制（PFM）转化器中，每个功率脉冲的巨细是依据能使输出电压正好契合
方针来决议的。与此不同，pulseTrain转化器的作业更象是数字化“开关式”伺服体系。pulse Train每个周期对二进制差错信号取样，来确认是否宣布功率脉冲，使输出电压朝方针方向改变。因而，输出电压被限定在方针电压邻近很窄的范围内。对各种实践运用而言，它比传统模仿稳压器的纹波更小。
从本质上讲，数字化pulse Train是经过宣布或封闭功率脉冲来操控输出电压的。例如，输出电压低于设定电平常，脉冲发生器就会接连宣布功率脉冲，直到到达所需电平。同样地，假如输出电压高于所需的电平，它就宣布检测脉冲而不是功率脉冲。检测脉冲的注册时刻比功率脉冲短得多，传递的能量也少得多。如图3所示。
图3 功率脉冲操控输出电压
风趣的是，此技能还能从稳压过程中别离脉冲形状。这样，咱们就可以独立设置注册和关断时刻，来完结各种体系优化。关断时刻可设置为保证当在次级电流降为零时，反激式转化器中的开关才注册。另一方面，注册时刻可设置为保证峰值初级电流坚持稳定。总归，这些优化会使电源转化器在整个工频电压和负载范围内发生更高效的呼应。
iWatt公司针对各种不同AC/DC和DC/DC转化运用，开宣布了三种完结pulse Train技能的芯片，并在其间集成了其它一些功用，如操控逻辑、波形分析仪、多路复用器、稳压器及驱动器等。iW2101是阻隔DC/DC操控器芯片，iW2201为AC/DC操控器芯片，iW2202为内带有源PFC电路的单片式AC/DC操控器。
与运用杂乱电路和一般PWM操控器的其它PFC计划不同，iW2202的PFC和稳压都由单级单开关拓扑结构中的初级反应供给。如图4所示。在相同运用中，其它PFC计划都会使大电容两头电压超越1000V，而iW2202计划不超越400V。这不只能下降元器材的应力，进步牢靠性，并能以更低本钱完结更高功用的体系。
图4 典型运用电路
丈量结果标明，120V沟通输入时，运用iW2202的单级有源PFC转化器的PF可达0.98，并供给输出电流3.0A的19.0V直流输出。高功率和高功率因数的组合，使规划能满意EN61000-3-2规则的谐波失真目标和BlueAngel规则的空载功耗规范。
在整个工频电压和负载改变的范围内该规划不只使输出调整率小于±1％，并且其动态呼应比传统电路快近5倍。iW2202适用于AC85～270V、50～60Hz的通用工频电压。
iWatt公司正在致力于将其新技能延伸到可编程开关稳压器（PSR）中。iWatt公司正在研制的多路输出PSR能归纳各种功率转化和办理功用，而适用于向PDA、数码相机和其它手持产品等移动设备供电。此外，它还能与体系内的主机处理器对话。
iWatt公司选用0.6μm CMOS工艺完结的第一批三种集成数字化SMPS操控器样品，包含iW2101阻隔DC/DC操控器、iW2201AC/DC操控器以及带PFC的AC/DC操控器iW2202。这三种器材均选用8引脚小型IC封装。iW2202于2002年1月投产，其它两种有望随后开端批量生产。10000片批量iW2202的单价为3?5美元。
