【应用】新电元提供多种分立器件和控制IC用于不对称半桥式开关电源，具有耐压高、轻载/空载下降低电源功耗等优势
新电元公司（SHINDENGEN）是一家生产电子分立器件的知名半导体厂家，可为各类开关电源提供解决方案。本文为读者介绍新电元为客户提供的不对称半桥式开关电源的分立元器件方案，这种电源电路具有输出电源效率高，开关损耗低的特点，适用于中小功率以及软开关应用。方案的框图如下。
图 1 新电元不对称半桥式开关电源分立器件解决方案
图1展示了不对称半桥式开关电源的解决方案。半桥式开关电源的特点在于原边开关元件的电压应力小，减少了开关损耗，可以有效提高各类电子元器件的使用寿命。同时由于电路使用了两个开关管，电路相当于两个电源在输出，输出效率高，非常推荐应用在中小功率隔离开关电源中，同时相较于全桥式开关电源更具备成本优势。
整个电路方案由四个部分组成，分为整流、PFC（功率因素校正）、半桥式开关电路和副边整流电路。从输入端输入交流电压，通过整流桥电路可以将交流电压变为直流电压，通过PFC（功率因素校正）电路调整电压电流间的功率因素，提高有功输出，用于提供开关电压变换的电压。新电元提供了集成式整流桥器件，包括D50XB80、D50JCB80V等，耐压可达800V，通流能力达50A。
其中PFC（功率因素校正）电路的主要目的是为了解决电路负载非线性造成输入电压电流的相位差引起的失真问题，提高开关电源的转换效率，对抗用电侧谐波骚扰。该部分电路实现的是根据输出电压的反馈而实现的一个斩波电路，通过PFC IC芯片操纵MOS管开关控制整流桥输出的电流，强制将电流和电压调整至同相，提高输出功率因素。电路中的电感借助电流不能突变的特点平滑后级电容充电脉冲的波动，改善电流波形的畸变。新电元提供了MCZ5205SE，MCZ5209N，MCZ5213ST等多种特性PFC控制IC供用户选择。
在图中的不对称半桥式开关电源方案中，整个电路的核心部件是通过两个MOS管组成半桥电路，两个MOS管交替进行通断操作，驱动副边两个绕组工作。当原边的上MOS管导通，下MOS管截止时，原边承受电压，此时副边上绕组导通，上半部二极管导通，下半部二极管截止，输出电压形成环路。当原边上MOS管截止，下MOS管导通时，隔直电容作用于原边，此时副边下绕组导通，下半部二极管导通，上半部二极管截止，输出电压形成环路。
新电元针对不对称半桥式开关电源提供了多种快恢复二极管用于满足这种快速切换的特性，具有DO-219、DO-214、SC-63、SC-83等多种封装的器件，其型号包括M1FL20U，D1FL20U，D3CE20LUS，M2FL20U，M3FL20U，D2FL20U，DE3L20UA等多个型号。对于设计要求更高的场合，可以使用合适的MOSFET管代替。针对功率因素校正、原边半桥切换用的功率MOS管以及副边导通用的MOSFET，新电元也推出了多种封装的器件，包括P15LA12SL，P18LA12SL，P19LA10SL，P23LA10SL，P25LA12SL，P30LA10SL，P25LF12SL，P25LF12SN等多个型号。在控制IC方面，推荐使用MCZ5303SG和MCZ5303SH，这两款芯片具备内置突发模式，在轻载和空载情况下可降低电源功耗。
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产品型号
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品类
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VRRM[V]
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IF(AV)[A]
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IFSM[A]
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Tj[℃]
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VF(max.)[V]
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IR(max.)[μA、mA]
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Package(House Name)
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Package(JEDEC Code)
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AEC-Q101
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Automotive
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M1F60
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普通整流二极管
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600
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1
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25
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-55 to 150
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1.1
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10μA
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M1F
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DO-219AA similar
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