2024 年 9 月至 11 月，德州儀器 2024 年電源設計研討會線上系列順利舉行。在系列直播中，來自德州儀器的技術專家介紹了廣泛的電源管理知識，以及德州儀器在電源管理領域的技術和應用。

本系列研討會聚焦眾多電源管理領域的熱點話題，介紹了跨電感穩壓器 (TLVR)、線性穩壓器 (LDO)、相移全橋轉換器 (PSFB)的基礎知識、特性和使用技巧，為大家全方位展示德州儀器電源管理領域的產品和技術。此外，我們還探討了基于 TI GaN 的優化型臨界模式功率因數校正控制、如何使用傳統升壓控制器創建初級側調節反激式轉換器、基于系統權衡對三相工業系統的交流/直流電源轉換拓撲的比較，并揭秘了高壓應用安規中的電氣間隙和爬電距離。這些內容為工程師們進行高性能、高功率密度、具有成本效益的設計提供了靈感，助力開發出更加高效和可靠的電源管理系統，從而進一步推動電源發展。

系列直播精彩不斷

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技術分享異彩紛呈

德州儀器的技術專家們經驗豐富，為研討會帶來諸多技術干貨的分享，讓我們一覽他們的風采吧！

冀玉丕

汽車電源設計團隊系統經理

負責亞太區汽車的電源參考設計方案，多年來一直致力于直流轉直流和交流轉直流功率變換器電源設計解決方案的研究，擁有豐富的電源工作經驗。

游聲揚

德州儀器系統經理

游聲揚于 2012 年在美國德州大學奧斯汀分校取得博士學位。自 2010 年起加入德州儀器電源設計服務團隊。自 2022 年起擔任電源設計服務大功率電源團隊經理。

高巍

德州儀器系統工程師

從業電源行業已十四年，目前為德州儀器 PDS auto team 的一名系統工程師，主要方向為車載 OBC 和 DC/DC。

郭德勝

德州儀器系統工程師

TI 技術委員會成員，2007 年碩士畢業于哈爾濱工業大學， 2018 年加入德州儀器半導體，就職于電源技術服務團隊。TI 技術委員會成員，負責高功率電源的技術支持。精通圖騰柱無橋 PFC，高頻 LLC，電源的數字控制，GaN 器件應用，和解決 EMI 問題，設計了多款服務器電源的參考設計。

張巍

德州儀器系統開發與應用經理

負責隔離和非隔離柵極驅動器的路線圖和技術定義。他專注于高密度電源、高壓絕緣及其安規標準。

汪軍

德州儀器電源設計方案團隊系統工程師

德州儀器電源設計方案團隊系統工程師。有超過 15 年的電源研發，半導體電源系統方案設計以及客戶技術支持經驗，主要負責工業和消費應用市場的高能效高功率密度電源系統方案設計。

精選技術問答

在直播中，大家熱情滿滿，積極與我們的技術專家交流互動。我們也精選了一些技術問題，與大家一起分享和回顧。

Q1：LDO 的壓差控制在什么樣的范圍電源效率最高，性能最好？

單純從效率角度，在滿足大于 LDO 最小壓差的基礎上越低越好。但是還需考慮動態負載條件。此外還需要同時兼顧電源抑制比，噪音等。

Q2：關于內層安規，對爬電/電氣間隙可能不適用，這塊的安規距離計算，有的可能按內層減半處理，這樣合理么？

你理解的是對的，內層的 PCB 距離可以降低污染等級加上 PCB 的作為絕緣材料的介電常數，具體的要參考 IPC2221 關于 PCB 絕緣的標準。

Q3：臨界導通模式 (CrM) PFC 的工作原理是什么？

臨界導通模式 (CrM) PFC，是指電感電流在每個開關周期的電流都剛好下降到 0A 的工作模式。但在實際應用中，為了實現開關管的零電壓開通 (ZVS)，還會有一定的負向諧振電流。臨界導通模式通過改變開關周期內的 TON、TOFF、Trp 和 Trv，確保下面兩點：1.負向電流可以實現主開關的 ZVS ; 2.開關周期內的平均電流正比于輸入電壓。從而同時實現了開關管的 ZVS 和輸入電流的 iTHD 接近于 0 的目的。

Q4：TLVR 的瞬態電流擺率通常由 Lc 設置，但如果 Lm 足夠低，那么 Lm 實際上會使 Lc 短路，使得瞬態性能更快，但這會產生非常大的電流紋波，導致效率受損。我的理解對嗎？

瞬態電流由 Lc 以及漏感設置，Lm 不會短路 Lc，只會短路對應的耦合電感。而且該勵磁過程（短路）只會發生在其中的幾相，不會所有相同時勵磁。TLVR 和多相 BUCK 如果采用相同的參數（通過去/增 Lc 兼容），TLVR 的效率會低于多相 BUCK 只要是因為 Lc 側的電流回路帶來的損耗以及磁件磁損增加（工作在 N*fsw）。而當 TLVR 和多相 BUCK 滿足相同的瞬態參數時，兩者的效率實際上是差不多的。

Q5：在成本效益方面，Vienna , NPC , ANPC 和 FC 拓撲的對比如何？

三電平拓撲其無源器件會有顯著的降低，如果只需要單向的 PFC 整流，維也納拓撲具體最低的成本，無源器件和功率半導體成本也是最低的，同理，其他三電平拓撲比如 NPC, T 型，ANPC 三電平，無源器件成本會明顯降低，體積也會變小，功率密度更高，需要指出的是相比于其他三電平，飛跨電容三電平可以大大降低無源器件的成本和體積，更適合高功率密度的低成本的應用。

Q6：PSFB 在高壓大功率應用中如何實現零電壓開通 (ZVS)？有哪些因素影響 ZVS 的實現？

PSFB 主要依靠存儲在與變壓器相串聯的電感以及存儲在輸出電感上的能量來洩放開關管上電容的能量達到軟開關。影響 ZVS 的因素主要有三點：1.諧振槽在工作頻率區間為電感性阻抗；2.電感上存儲的能量是否高于開關管寄生電容存儲的能量；3.死區時間長短。