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几乎所有电子设备中都包含开关电源 (SMPS)。这种电源尺寸很小但效率很高，是比较广泛使用的电源之一。SMPS 集成了可控开关、控制 IC 和无源元件，为负载提供可持续的可靠输出。DC-DC 和 AC-DC 电源转换是比较常见的两种电源类型。大多数负载需要直流输入，例如手机、笔记本电脑和数据中心内高功率服务器中的芯片。DC-DC 转换器可将直流输入转换为所需的直流输出，是 SMPS 的核心器件。AC-DC 转换器（即所谓的离线转换器）将电网的交流输入整流为直流，作为次级 DC-DC 转换级的输入。但这样的输入可能不太稳定或比较多变，因此我们需要使用一个控制 IC 来监测电路、提供反馈并同时控制开关，从而确保产生稳定的直流输出功率。提高效率始终是 SMPS 的核心追求。这里的效率是指 SMPS 从电网吸收的功率与向负载提供的有用功率之间的比值。然而，如果输入线路电流和电压异相或波形不同，那么消耗的视在功率可能会显著提高，导致效率大幅降低。解决异相问题的方法称为 PFC（功率因数校正）。在交流输入和次级 DC-DC 转换器之间插入 PFC 级，可以减少谐波电流失真并提高功率因数，从而保障稳定的直流输出。如今，电气设备必须符合相关法规要求，例如美国/加拿大的 IEC61000-3-2、欧盟的 EN61000-3-2 和中国的 GB/T 14549-93 等，以确保在不同输入电压和负载电流下实现高功率因数和低总谐波失真。此外，新的能效标准规定了更广泛工作功率范围内的能效等级。例如，80 PLUS® 计划推动在 20% 至 100% 负载条件下实现 80% 或更高的效率，并在 100% 负载条件下实现 0.9 或更高的功率因数。该计划的最高等级（称为“80+ 钛金”标准）规定，在 20% 负载时效率至少要达到 92%，在 100% 负载时效率至少要达到 94%。为了满足世界各地不断增长的能源需求，以及市场对更小、更高效电源的持续追求，提高功率密度至关重要。此外，功率密度越高，就能更有效地管理热量、抑制 EMI 干扰，以及进一步提高系统工作频率，从而缩小无源元件的尺寸。电源设计是一个永恒的课题。新的要求和技术层出不穷，电源设计总会遇到形形色色的挑战。例如，电源和无源元件、拓扑、成本控制、控制器选型、系统监测与保护、EMI 和噪声、PCB 布局、热管理等。因此，我们必须要根据实际需求进行选择。安森美 (onsemi) 是领先的电源方案提供商，提供全面的电源器件组合，包括电源开关、离线控制器、栅极驱动器、稳压器等。我们还提供评估板和系统级仿真工具，可帮助缩短开发时间。低/中功率电源装置/支持 PD3.1 的电池充电器典型框图👉LLC 控制器，带同步整流控制器 NCP4390👉EliteSiC SiC MOSFET，650V NTH4L015N065SC1👉3kW 高密度 PSU 3KW-TPLLC-GEVB• 应用：工业 PSU
安森美的 Elite Power 在线仿真工具能够在开发周期的早期阶段进行系统级仿真，为复杂的电力电子应用提供宝贵的技术洞见。Elite Power 仿真工具能够高精度呈现 EliteSiC 产品系列为所设计电路带来的各方面优势，包括 EliteSiC 技术的制造边界工况。PLECS 模型自助生成工具赋予电子工程师超高自由度，帮助他们轻松自定义高保真系统级 PLECS 模型。工程师既可以直接在自己的仿真平台中使用模型，也可将模型上传到安森美 Elite Power 仿真工具进行仿真。- 自定义应用寄生参数根据用户指定的应用电路寄生参数进行调整，可显著影响导通损耗和开关损耗
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如何选择 Elite Power 仿真工具和 PLECS 模型自助生成工具PLECS 模型自助生成工具 - 硬开关和软开关选择（左）PLECS 模型自助生成工具 - 密集损耗表（右）![]()
由E维智库主办的第12届中国硬科技产业链创新趋势峰会暨百家媒体论坛
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