提高电力效率与更节能的AC-DC转换器

来源：罗姆半导体社区

交流/直流转换器的目的是将输入的交流信号转换成可变的直流电压，然后通过滤波器对其进行优化以获得不受管制的直流电压。AC/DC转换器主要应用于消费设备、医疗设备、工业和过程控制系统、测量设备、半导体制造设备和国防应用。

例如，在智能家居中，电力设备实现高效的AC/DC转换硬件，以减少能源损失并实现显著的成本节约。智能家庭和智能办公室需要多节点、执行器和低功耗传感器的网状控制系统。

交流/直流变换器的开发和选择将成为一个真正的挑战。然而，业界提供了越来越多的集成电路，这些集成电路融合了创新特性，缩短了开发时间。

选择AC/DC器件

AC/DC控制器的选择与几个因素有关。拓扑、控制算法和性能只是关键的几个方面。

在电力系统中，保护功能也是一个必不可少的安全和可靠性方面。有几种保护类型，包括与输入(过电压和输入电压下降)、输出(过载、短路、反向电压和过电压)和温度(过热和环境温升)有关的保护。通常，为了满足特定的需求，高度集成的解决方案通常比离散组件提供更高的性能和更低的功耗。

AC/DC变换器通常需要很好的开关以获得高的能量效率。这可以通过诸如碳化硅(SiC)等创新的工艺和技术来实现。

每个设备都会受到变化的影响，但是一个设计良好的系统必须对这些边缘提供鲁棒性。高集成度AC/DC变换器的使用降低了设计误差的可变性，并允许鲁棒性和参数公差。

解决方案

Rohm半导体公司的BM2SCQ12xT-LBZ系列AC/DC变换器适用于工业应用，包括大功率设备中的逆变器。该系列集成了1700-VSiCMOSFET，提供了比现有硅功率器件更高的能量效率、小型化和更高的电压容量。低压SiC MOSFET和IGBT的使用限制了辅助电源的节能效果。

该系列通过解决设计者使用离散解所遇到的许多问题，简化了AC/DC变换器的高效设计。由于集成的SiCMOSFET和优化的控制电路，这些器件减少了与传统设计(从12个部件加上散热片到单个IC)相比所需的部件数量。

采用SiC MOSFET的好处

在高耐压范围中，SiC MOSFET与Si-MOSFET相比，具有“开关损耗与导通损耗小”、“可支持大功率”、“耐温度变化”等优势。基于这些优势，当SiC-MOSFET用于AC/DC转换器和DC/DC转换器等中时，可带来更高的功率转换效率、散热器件的小型化、高频工作使线圈更小等好处，具有更节能、部件数量更少、安装面积更小等效果。

该装置将能源效率提高了5%(并降低了28%的功率损耗)。这些特点导致了在工业应用中的尺寸大幅度缩小，增加了可靠性，并在工业应用中节省了更多的能源。

审核编辑黄昊宇