提升ACDC效率成必经之路爱集微APP

碳达峰、碳中和“”目标开启了低碳新时代，随着节能减排的要求越来越严，对环保节能低耗绿色提出了更高要求。多重因素之下，AC/DC电源市场迎来了新的机遇与挑战。

走向小型化和高效率

AC/DC应用可谓无处不在，包括家电、工业、快充、PC电源、服务器电源、车载充电器等等均是用武之地。

但上述应用对AC/DC的要求亦十分严苛，MPSACDC产品总监PeterHuang介绍说，一般要遵守安规，包括高压电源的安全距离限制、绝缘标准等；二是EMC达标；三是满足EMI标准；四是能效要求，包括平均效率、经负载效率要求、待机功耗。

对于AC/DC的结构，PeterHuang详解说，单级AC/DC基本结构是10W以下的Buck结构或面向大功率的传统Flyback架构。两级AC/DC结构一般采用BoostPFC+LLC，原因在于为了实现高效率，前端必须有拓扑来满足PFC规范，大部分采用经济好用的Boost，而后端LLC是为了提升效率。

在标准提升、应用升级、技术进阶的推动下，AC/DC也呈现明显的“革新”趋势。PeterHuang表示，一是小型化即高功率密度；二是高效率。高效率是小型化的必要途径，不但可以减少损耗，同时还能减少散热。目前65W已实现超过92%的效率，W则可做到95%。三是低待机功耗，绿色能耗待机功耗标准已从mW下降到75mW，现在基本都可满足。四是第三代半导体的应用，可促进高效率和小型化，频率可提升十倍。

市场走势也顺应了这一潮流。据Darnell集团最新发布的AC/DC电源报告，全球AC/DC电源市场到年将达亿美元。AC/DC电源的功率、效率在不断提高，W以上嵌入AC/DC电源的增长速度已是整体市场的两倍，转向更高功率的趋势由快速增长的应用如刀片服务器、以太网供电以及数据存储带动。

相应的这些趋势带来了多重挑战。PeterHuang谈到，无论是小功率还是超过75W的中大功率，都要着力解决小型化问题，这一是要提高效率，AC/DC或可通过新的开关拓扑，如新型反激拓扑ACF可消除开通损耗，同时做到隔离变压器的漏感回收。或可通过优化散热来实现。二是要更高的开关频率。提高开关频率可以大大减少无源器件的尺寸，包括电感、电容及变压器。但采用更小的无源器件，会带来开关损耗，要找到合适的方法提高来应对。三是要通过机械设计，如堆叠设计或IC集成设计，这极度考验公司的设计功力。

四路并进全力应对

为满足上述趋势，在此领域有着多年积淀的MPS也是多路并进。

PeterHuang详细说，MPSAC/DC有四大发展方向：一是新型拓扑，配合新的器件提高效率；二是高集成度，以简化设计，将功率密度进一步提升；三是进一步提高频率，频率提升了才可以更小型化。四是数字化。数字化产品可助力客户将科端做得越来越好，性能越来越高。

在每个方向上，MPS的探索已取得众多成效。在利用多种新型拓扑提高效率上，MPS实现了使用PFC+LLC以及ACF+ZVS的混合拓扑方式以实现零打开损耗，同时回收漏感，可以达到93%以上的高效率。

在全集成设计方面，MPS精进不止。传统的非隔离式AC/DC解决方案通常需要使用多颗IC，同时还需配备原边及副边控制器以及光隔离器等，占板面积大，BOM成本高。而MPS最新全集成反激控制器系列产品MPX/3，创新性地将初级控制器和同步整流控制器集成于一颗芯片内，大大简化了外围电路设计，提高了效率，减小了占板面积，降低待机功耗，为实现快充电源的小型化提供了全新的思路。

而MPSAC/DC的另一款成名之作HR，也充分地体现了MPS的优势。这是一款集成多模式PFC和电流型LLC的二合一控制器，集成了高压电流源、安规认证的X电容放电电路、PFC和LLC的高压驱动电路，实现了非常简洁的外围电路。

高频化趋势则让第三代半导体大放光芒。PeterHuang提及，传统硅器件的开关频率低，效率也很难提高，随着GaN等第三代半导体材料的出现，其开关频率及效率都得到大大提高，MPS将不断解锁高频化设计，更加符合新型功率器件的要求。

随着传统模拟控制器难以跟上日新月异的变化，新一代数字电源芯片的优势日趋明显。PeterHuang指出，MPS的产品采用了更多的数字内核，不断丰富可配置性，相比传统控制器具备更多的灵活性。

在电源领域征战多年的MPS，也练就了“全垒打”。据悉，目前MPS可提供0-W全系列的AC-DC电源解决方案，从1W输出的智能LDO和Buck非隔离方案，到10W输出的非隔离降压方案，均有集成功率管的解决方案。对于小功率隔离反激方案，MPS也有集成功率管和控制器的方案提供。面向75W输出以上、大功率的LLC方案，MPS有独立的PFC控制器和LLC控制器提供。随着“更绿色/环保”的新规范的出台以及第三代半导体时代的到来，MPS将不断精进AC/DC电源产品的技术和性能，迎合市场的发展趋势。

随着国内厂商的争相涌入，模拟赛道上可谓群雄纷争。PeterHuang建议说，小功率AC/DC市场没有PFC虽较易切入，但要做得出色并进入知名品牌供应链不易；大功率则从PFC到LLC再到集成整合需要至少十几年时间的积累，真正要从1W到W全覆盖，国内厂商或还需要投入更多的耐心与时间。（校对/清泉）

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