电源产生饥荒

科学技术的进步促进了生产的发展，改善了人们的生活，其显著的特点之一是家庭用电量大增。在上世纪80年代初，一般家庭很少拥有家用电器，用电量主要来自电灯照明，每月耗电仅几度到十几度。而到今天，随着人民生活的提高，各种各样的家用电器进入千家万户。冰箱、彩电、洗衣机已成为一般家庭的基本配置，在大、中城市中，空调也十分普及。于此同时，冰箱、彩电、洗衣机的体积或显示屏面积越来越大，家电的品种也越来越多，耗电量也相应增加，使每户每月的用电量上升到上百度，甚至到达几千度。

改革开放后，中国的生产水平发展突飞猛进，国外的企业及中国台湾的企业大量在国内设厂，“Made in China”的各种产品出口到世界各国，中国已成为世界的生产工厂，并已成为世界最大用电国家之一。虽然中国新建不少大型火力发电厂，新建及扩建了一些原子能发电厂及大、中型水力发电厂（如长江三峡水力发电厂），但仍然面临电力不足的问题。

据美国电子工业协会（EIA）的推测，从2004年到2030年，全世界的能量消耗预计增加57%，如图1所示。要满足这样的需求，一方面要开源（增加更多的发电厂）。另一个方面则是节流（生产节电产品）。

图1 2004～2030年全世界能源消耗状况

节能产品大有可为

建立一个大型火力发电厂当然能对解决电力不足能起到很大作用，可解决燃眉之急。但它需要大量的投资、消耗大量能源（煤或燃气）及产生大量的二氧化碳及二氧化硫。另一方面，如果在各种家用电器（或其他用电设备）中将用电的效率提高一点，电源及电路的自身耗电减少一点（如电源的效率提高  0.5%～1%），那么多少亿个家用电器及用电设备每年省下的点滴用电量的总和有可能大于一个大型火力发电厂整年发出的电量。

本文将介绍一种能节能的电源新器件，它是飞兆公司2008年1月推出的新产品，能提高电源的效率。

FPP06R001

FPP06R001是一种用于开关电源中的同步整流模块，其功率MOSFET的耐压可达75V、漏极电流可达60A，主要用于大电流的电源转换器。该模块由两部分组成：同步整流开关（由两个功率Trench MOSFET组成）及大电流功率MOSFET驱动器。其内部结构框图如图2所示，虚线框内为MOSFET栅极驱动器，而Q1、Q2为同步整流的功率MOSFET。

图2 FPP06R001内部结构框图

该模块为15引脚的单列直插式封装，引脚排列如图3所示，各引脚的功能如表1所示。

图3 FPP06R001引脚排列

FPP06R001的主要特点及应用。

● 该同步整流模拟块是为正激式及桥式同步整流结构设计的，在12V输出时有很高的整流效率，并能降低生产成本；
● 模块化后可消除10个分立元件，简化设计，可节省印制版面积20%，并降低EMI及增加可靠性；
● 在VIN=10V、ID=40A时，MOSFET的RDS（ON）=3.5mΩ，与一般MOSFET相比，减小导通时10%左右的损耗；
● 低的密勒电荷；
● MOSFET内的二级管的Qrr（反向恢复电荷）低；
● 栅极驱动器最大驱动电流可达  2.5A；
● 传播延时时间低；
● 用最小延时的通用低电流栅极驱动器与该模块配合使用是最佳的选择；
● 工作频率可达300kHz；
● 附合RoHs的要求。

该模块主要应用于广大电流隔离电源转换器及分布电源。

主要参数

极限参数：漏极电压VDS额定值为75V；输入电压VIN=VCC+0.3V；漏极连续电流ID为60A（VIN=10V）；驱动器IC电源电压VCC=20V、结温Tj=-40～+125℃；最大热阻3.9℃/W（从结到外壳的热阻）。

同步整流器部分的主要电参数：BVDSS=75V；IDSS=1μA；VIN=10V时，RDS（ON）=3.5mΩ（典型值）、4.3mΩ（最大值）；在ISD=40A时，VSD最大值为1.0V；Qrr典型值为62nC。

驱动器IC部分的主要电参数：电源电压VCC为5～20V；峰值输出沉电流ISOURCE在VOUT=15V时，最大值为-2.5A；输出高电压的最小值为14V；输出低电压最高值为1V；输出导通传播延迟时间的td1最大值为20ns；输出关断传播延迟时间td2最大值为20ns。

开关时间：导通时间tON最大值为100ns；导通延迟时间td (on)典型值为25ns；上升时间为40ns（典型值）；关断延迟时间为50ns（典型值）；下降时间tf为22ns（典型值）；关断时间TOFF最大值为115ns。

典型应用电路

FPP06R001可适用正激式转换器、不对称的半桥转换器及全桥转换器。正激式转换器的典型应用电路如图4所示，不对称的半桥转换器的典型应用电路如图5所示，全桥转换器的应用电路如图6所示。

图4 正激式转换器应用电路

图5 不对称半桥转换器应用电路

图6 全桥转换器应用电路

在图5及图6中，KA431是三端可调基准电压源，FOD817是光电耦合器，将输出电压VOUT往光电耦合器隔离后反馈到PWM控制器，对输出电压进行调节。