小小的電源開關可如何拯救世界(08-100)
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開關模式拓撲已使用了很長一段時間，但電源開關中仍然有大部分能量流失，改進這些設計的主要潛能在于改進電源開關。有趣的是，在過去幾十年間，電源開關的特性逐步提升，轉換電路的選擇也在不斷發展和改變。今天，反激變換器開始用于150W及以上領域，過去至400W的功率范圍是由全橋轉換器來實現的，現在采用半橋轉換器就可以解決。此外還有控制電路和無源元件的進步，新的控制方案和更嚴格的公差讓諧振拓撲得以廣泛運用，能提高效率，并進一步降低電磁輻射。
本文引用地址：http://www.104case.com/article/91747.htm開關模式拓撲的工作原理
右圖展示了開關模式轉換器的基本概念。其中，開關周期性地導通和關斷 (如在60或100kHz)，產生的平方波被轉換為較低電壓。由于開關 (理想上) 是完全導通或關斷，故開關產生的損耗 (導通損耗、開關損耗和柵極驅動損耗) 很小。在這一過程中，理想上電感是不會產生損耗的，但實際上仍存在很小的損耗 (線圈磁芯和阻抗)。二極管是所謂的續流二極管，允許電感上有持續電流流過。
如該圖所示，矩形波形下方的面積對應著輸出波形的相同面積，但在后者中所有矩形波都連接在一起而產生一個平滑的輸出電壓。在這種拓撲的前一代結構即所謂的線性穩壓器中，開關的功能是由可變電阻所實現的，而且沒有電感。電阻值必需隨線路和負載的變化而變化，一般有一個有源控制電路根據輸出電壓對之進行驅動。損耗與I?R成正比，隨電流與輸入/輸出電壓的差值增加而增加，并且增加速度非常快。
過去20年中，器件領域取得了巨大的進展。雙極型晶體管已為MOSFET所取代，后者的RDSON和穩定性更好，更有雙極型晶體管和MOS相結合構成的器件，即所謂的IGBT。
圖2 垂直平面型MOSFET的橫截面—原理示意圖，橫截面圖
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