新材料助力AC-DC电源转换器采用新拓朴实现更高效率

开关电源的效率是电子设备实现低碳节能的重要部件，在“碳达峰”和“碳中和”开启了低碳新时代背景下，业界开关电源的能效标准提出了更为严格的要求。

然而，基于传统硅材料的AC-DC电源转换器限于材料特性的约束，无法通过实现更高开关频率和高效拓朴来达到高能效标准的指标。

第三代半导体材料的普及应用，使得电源转换器可以采用更为先进的电路拓朴架构，更高的开关频率大大减少了电感、电容和变压器等无源器件的尺寸，开关电源从而获得了更高的转换率和小型化设计。

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MPS公司ACDC产品总监PeterHuang在接受采访时指出，提高电源效率是实现小型化的必经之路。只有只有效率提升了，单位体积散热减少，同时通过高频化设计，功率密度才会大大的提升。

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【新材料助力AC-DC电源转换器采用新拓朴实现更高效率】而想要提高电源效率，需要可以采用新的开关拓扑，譬如新型的反激拓扑ACF（Active-ClampFlyback）来消除开通损耗，同时做到隔离变压器的漏感回收，加上第三代半导体功率器件的快速关断，使得开关损耗可以降到忽略不计。既提升了效率，同时让电源的设计频率不会受到功率器件的限制，大大地加速了小型化。

作为深耕AC-DC电源转换器领域多年的MPS公司，日前推出了采用第三代半导体材料及新拓朴结构的两款新品，再次刷新了AC-DC电源转换器的各项特性指标。

据MPS公司ACDC产品总监PeterHuang介绍，全集成反激控制器系列产品MPX2002/3，创新性地将初次级控制器合封在一颗芯片内，大大简化了外围电路设计，为实现快充电源的小型化提供了全新的思路。

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MPX2002典型应用电路（原边+副边+反馈）
MPX2002在CCM运行模式下能够实现更高精度的同步整流控制。MPX2003把频率进一步提升到130kHz以上来满足小型化需求。
HR121是MPS公司AC/DC电源转换器的另一款成名之作。

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HR1211的典型应用电路
该款产品集成多模式PFC和电流型LLC的二合一控制器，芯片集成了高压电流源、安规认证的X电容放电电路、PFC和LLC的高压驱动电路，从而实现了非常简洁的外围电路。

据PeterHuang介绍，HR1211的数字控制内核结合可重复编辑的存储单元，赋予了整个方案强大的灵活性。PFC和LLC两级电路之间的配合；不同控制模式之间的切换；关键工作点的开关频率；保护功能的阈值、时间以及恢复方式；所有这些主要的功能都可以通过UART的通讯口进行自由配置，并能够在图化操作界面上完成，这使得基于HR1211的电源设计能够灵活的适应不同应用在不同设计中的性能要求。
在上述两款新品的背后，得益于MPS的技术创新和对于前沿科技的理解。

1、利用多种新型拓扑提高效率
使用PFC+LLC以及ACF+ZVS的混合拓方式以实现零打开损耗，同时回收漏感，可以达到93%以上的高效率。
2、采用全集成设计，以简化设计，减少成本
传统的非隔离式AC-DC解决方案通常需要使用多颗IC，同时还需配备原边及副边控制器以及光隔离器等，占板面积大，BOM成本高；MPS最新一代解决方案尺寸紧凑，集成度高，1颗IC即可囊括原边和同步控制器，设计简洁，占板面积小，成本效益高。
3、高频化的芯片以适应新一代功率器件
传统硅器件的开关频率低，效率也很难提高，随着GaN等新型半导体材料的出现，其开关频率及效率都得到大大提高，高频设计更加符合新型功率器件的要求。
4、数字化产品可以实现更好的性能
传统的模拟控制器很难跟上日新月异的变化，新一代数字电源芯片的优势日趋明显，MPS的产品采用数字化内核，具有非常丰富的可配置项目，相比传统控制器，具有更多的灵活性。
如今，随着“更绿色/环保”的新规范的出台以及第三代半导体时代的到来，MPS的AC-DC电源产品不断精进技术和性能，迎合了广大客户市场需求的发展趋势。

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