常见电源拓扑及产品介绍

作者：Littelfuse客户经理Rambo Liu

22下面是一段可以忽略的随笔，可以直接跳到下下段开篇。

去年源自危机感开的公众号，自从技术转岗业务，加上市场趋势向下，总觉得要多积累一些东西来增加自身的价值，也逐渐理解业务未必就是把技术放下，也意识到哪怕不放下也没那种强烈驱动力继续专研技术，大概是惰性使然。一直都不爱看书，又特别倾佩爱看书的人，接触过一些爱看书的人，总觉得他们都是妥妥的智者，但还是提不起兴致去效仿，除非碰到工作相关需要去深挖的，反倒是可以静下心去学习专研，再者就是百万字小说看过不少，从来不求甚解，读其形而略其魂，好看的事物感觉在心间，不可表述。每个岗位都有自己的特色与技巧，有困难与收获，偶尔静下来的时候还觉得危机四伏，这个时候总得觉得要有所表现，于是这篇文章就东拼西凑出来了，关于电子产品这事物多姿又相通的，略其形而记其魂，万变不离其宗，没有定式却可借鉴。

常见拓扑

本章主要介绍电源常见拓扑以及相应的解决方案，电源拓扑形态各异，又是几种基本拓扑的衍生与组合，如下拓扑只作参考，感兴趣想深入挖掘的可以网上搜索其工作机理与时序等。

单向交错PFC+LLC

单向三通道交错PFC+全桥

单向三相PFC+LLC

双向图腾PFC+LLC

双向三通道交错图腾PFC+移相全桥

双向三相图腾PFC+LLC

移相全桥+全波整流

移相全桥+全桥整流

同步升压+LLC+全波整流

移相全桥+倍流

三相维也纳+“I”三电平移相全桥

反激

产品介绍

实际涉及到的产品可以参考下图，从交直流输入端用的过流保护器件保险丝，滤波回路并联的压敏电阻与气体放电管作为雷击浪涌保护，DC/DC或DC/AC涉及到MOSFET/IGBT/Diode/Thyristor/驱动IC以及尖峰电压保护TVS，交直流电流检测采用电流传感器或者精密电阻，交直流输出端采用过流保险丝，软件编程用到拨码开关，电源按键开关，如果是储能产品还会用到TVS/ESD/PTC以及三端保险丝作为BMS保护。产品系列相对较多，电气参数、结构尺寸与安装方式差异需根据设计需求调整。

另外再次分享以往的文章介绍到两个非常实用又高性价比的方案，碰到过问题的人才会有种相见恨晚的感觉，小东西解决大麻烦必备神器。

功率器件过压保护方案：有源钳位

如下为典型的有源钳位电路，此电路里面采用2个TVS串联构成，其优点体现在可以耐受更高回路电压，同时可以吸收更大的浪涌能量。其工作原理为：在IGBT集电极电压过高时TVS被击穿，通过限流电阻流进门极，门极电容被充电，在门极电阻Rg两端叠加左负右正电压，因此Vge电压得到抬升，从而使IGBT延缓关断，di/dt斜率变缓，杂散电感产生的电压尖峰减小。

如下两图为实测结果，可见回路杂散电感较大，此时未加TVS的IGBT两端电压Vce达到1098V，而加TVS后Vce电压为591V，通过IGBT进入非线性区的方式来吸收浪涌，IGTB芯片较大而不会损坏，同时TVS可以采用SMB封装DO-214AA，小尺寸办大事。

雷击浪涌低残压方案：MOV+Sidactor‍

在实际项目有时会遇到压敏电阻残压太高的情况，常见的解决方案为选择更大尺寸的压敏或者采用2-3级压敏方案，甚至第三级采用TVS，不止成本增加，布板空间也被挤占。

如下针对单相电源MOV+Sidactor方案，横坐标为浪涌电压，纵坐标为残压，可以看出MOV+Sidactor可以降残压300+V，对于后级MOSFET/IGBT电压的应力就小很多。

同时在高压下MOV+Sidactor方案漏电流更小，我们都知道压敏作为材料器件，浪涌次数不是无限次的，打一次就衰减一次，其漏电流可能因此增加，到后面出现失效的情况，而MOV+Sidactor通过减小漏电流的方式可以延长其使用寿命。

关于保护器件与功率器件等产品系列有非常多，想想还是不一一罗列了，感兴趣的可以翻翻以往的文章。类似的项目应用都有可能选到不一样的产品规格，这个跟研发习惯与设计需要达到的效果都有关系，也是百舟争渡又各自独具特色，理工人的魅力。

审核编辑：汤梓红