如何提高嵌入式设计的电源效率

华清远见

过去25年中，肖特基整流器已广泛用于嵌入式电源中。肖特基二极管具有非常低的正向电压降（V F），在合理的泄漏电流下，开关速度在纳秒范围内，与传统的外延pn二极管相比具有竞争优势。

因此，肖特基二极管已成为低于150V电压范围的电源输出级中的主导技术。在此电压之上，肖特基二极管的V F 可以等于等效外延pn二极管。

但是，与pn二极管相比，肖特基二极管因在截止状态下具有较高的泄漏电流而闻名，并且其最大额定结温低于传统的外延p二极管。

在需要高击穿电压或高可靠性（高工作温度或高电流）的应用中，pn二极管占据了整流器市场的主导地位。不幸的是，与外延肖特基二极管相比，pn外延二极管具有更大的反向恢复时间，从而增加了电源内的开关损耗。超级势垒整流器（SBR）技术结合了肖特基二极管的低VF性能，同时具有外延p二极管的高可靠性特性。

本文介绍了实验室得出的数据，这些数据证明了SBR在电源的次级中使用时的好处。特别是，它着重说明了超级势垒整流器如何在无需昂贵的重新设计的情况下提高效率，降低组件温度并提高电源的整体坚固性。

图1。80PLUS电源带有多路输出的两个开关正激转换器。

提高效率

台式计算机电源通常称为“ Silverbox PSU”，可将交流线路转换为低压直流输出，以供硬盘驱动器，微处理器和PC接口使用。它由前端功率因数校正（PFC）级和随后的带多个输出的隔离式DC / DC转换器组成。

更高效率的驱动意味着电源设计人员现在将两个开关正向拓扑结构（上面的图1）偏爱传统的单开关拓扑结构作为DC / DC转换级。附加晶体管有助于降低电压应力，使整体系统效率达到80PLUS（效率大于80％）要求，尽管增加了复杂性，增加了组件数量并降低了成本。

通过整流来自多路输出隔离式DC / DC转换器的一个次级绕组的脉冲信号来获得每个电源输出。常规上，使用45V至100V肖特基二极管可实现输出整流。额定功率为数百瓦的80PLUS计算机电源提供了一个出色的测试台，以证明SBR二极管的实用优势。

80PLUS电源的5V和3.3V输出轨用于评估肖特基整流器30CTQ045和30CTQ060的效率。效率和外壳温度测量是在室温和50°C的环境温度，30％和满载条件下进行的。然后用SBR二极管代替肖特基二极管重复评估。

正激转换器的输出级以200kHz的开关频率工作。在低负载条件下，整流器在不连续导通模式（DCM）下工作，并在高负载下进入连续导通模式（CCM）运行，以利用较低的RMS /峰值电流值。文章来源：http://emb.hqyj.com/Column/20209506.html

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