直流模塊電源中如何成功選擇拓撲

 較為常見的模塊電源分為AC-DC與DC-DC兩種。關于AC-DC模塊電源，無論是網絡上還是實際電源設計上都有不少的探討，反倒是DC-DC模塊電源的相關資料卻較少。本文就將針對這種情況，對DC-DC模塊電源進行梳理，為大家分析出哪種拓撲電路更加容易實現，且性能更佳。

        此處說的DC-DC模塊電源，應該指的是工業、軌道交通、通信、軍事上用的嵌入式模塊電源，這類電源追求的是高可靠性、高功率密度、高效率，就目前而言， 對成本雖有要求，但遠沒有常規的AC-DC那么敏感。且為了達到高性能，一般不會像AC-DC那樣，DC-DC模塊電源在設計時，為方便設計的靈活性，不 太用集成度高的IC。
        一般而言，流行于市面上的DC-DC模塊電源（隔離型），功率等級基本在1kw以內（功率再大一點的，可通過多模塊并聯均流實現），輸入電壓范圍從 2.5V到650V不等，輸出電壓則從1V到60V不等，而模塊在設計時，對拓撲的選擇主要從這三方面考慮了：輸入、輸出、功率等級。
Royer（自激推挽）
   一般用于低輸入電壓的場合（如2.5V，5V），且功率不大（如2W以內），另外Royer是非穩壓的，若需要穩壓，則需要在模塊里面加入線性穩壓線路；
常規反激（包括IC控制的反激和RCC）
     用于模塊電源中的常規反激，一般功率不超過50W，輸入電壓覆蓋9V到1000V，均有模塊產品出現；同步整流技術是反激變換器設計中的一個難點，也是專 利壁壘比較多的一個點，市場上的小功率DC-DC模塊大多用這種拓撲；至于RCC，最大的優點是便宜，但它對器件的一致性要求太高，而且還是變頻的，并不 太適合用來**高性能模塊電源，早年的模塊電源有人用過，現在用的人越來越少了。
有源鉗位反激/有源鉗位正反激
      有源鉗位反激是有源鉗位技術與常規反激變換器結合的產物，開關管應力低，效率高，EMI特性好是它的優點，但技術復雜，同步整流也不好搞定，所以盡管它的 優點很多，但市場上用這種拓撲做產品的并不多見；至于有源鉗位正反激技術，比有源鉗位反激技術更復雜，正反激最大的優點就是輸出紋波小，尤其是 0.5duty時理論紋波為零，可在一些高性能DC-DC模塊電源中見到這種拓撲；
     有源鉗位正激，最開始是vicor的專利拓撲，2003年專利到期，經過十幾年的發展，可以說是模塊電源里最著名也是最成熟的一個拓撲了，常用于 50W---200W功率等級，輸入電壓不超過100V的場合，幾乎每一家做模塊的企業都會用到這種拓撲，輸出電壓從1V到15V均有。
 硬開關半橋（全橋）
       常見于低壓大功率的模塊，如低壓半磚模塊、全磚模塊，一般介于200W---800W之間，也有人用作高壓輸入模塊，如200V---400V輸入，但不多見。
 移相全橋（PSFB）
      大概90年代開始流行，玩大功率的應該很熟，在高壓大功率DC-DC模塊，主要用這種拓撲了（DC-DC模塊一般輸入電壓比較寬，LLC雖有效率上的優 勢，但在寬輸入電壓范圍應用場合不合適），市面上能夠見到的用PSFB的DC-DC模塊產品基本參數為：輸入200V--400V（或輸入400V--- 650V）、輸出600W、800W、1000W、尺寸多為標準全磚尺寸，完善的保護機制，多模塊并聯冗余能力。