在當(dāng)今電子設(shè)備飛速發(fā)展的時(shí)代，電源適配器作為關(guān)鍵配件，其技術(shù)演進(jìn)備受矚目。有源鉗位反激技術(shù)的出現(xiàn)，正引領(lǐng)著電源適配器邁向新的發(fā)展階段，有望成為該領(lǐng)域的下一個(gè)重要變革方向。

傳統(tǒng)的硬開關(guān)反激變換器在功率開關(guān)管電壓、電流應(yīng)力方面存在較大問題。變壓器的漏感會(huì)引發(fā)電壓尖峰，為限制這一尖峰，通常需采用無源 RCD 吸收電路進(jìn)行箝位。然而，RCD 吸收電路中的電阻 R 會(huì)產(chǎn)生額外的功率損耗，進(jìn)而降低系統(tǒng)效率。這在對電源效率要求日益嚴(yán)苛的當(dāng)下，成為了制約電源適配器發(fā)展的瓶頸。

有源鉗位反激變換器應(yīng)運(yùn)而生，它對傳統(tǒng)反激變換器進(jìn)行了巧妙改進(jìn)。其電路結(jié)構(gòu)主要由主功率開關(guān)管(Q1)、箝位開關(guān)管(Qc)、箝位電容(Cc)、變壓器等構(gòu)成。在工作過程中，通過巧妙的電路設(shè)計(jì)，變壓器漏感中的能量能被鉗位電容吸收，并且此部分能量可用于實(shí)現(xiàn)原邊主功率管的零電壓開關(guān)(ZVS)。以非連續(xù)模式(DCM)有源箝位反激變換器為例，每個(gè)開關(guān)周期可細(xì)分為 8 個(gè)工作模式，各模式下電路的工作狀態(tài)及電流走向都經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，確保能量高效轉(zhuǎn)換與利用。在模式 1 中，Q1 導(dǎo)通，Qc、Do 關(guān)斷，變壓器初級電感 Lp 激磁，電流從 0 開始線性上升;模式 2 里，Q1 關(guān)斷，Lp 和雜散諧振電容 Cr 諧振，Vsw 電壓諧振上升;直至模式 8，完成一個(gè)開關(guān)周期，周而復(fù)始。這種工作模式使得有源鉗位反激變換器相比傳統(tǒng)反激變換器具有諸多顯著優(yōu)勢。

從效率提升方面來看，有源鉗位反激變換器能夠有效降低開關(guān)損耗。傳統(tǒng)反激變換器因開關(guān)損耗導(dǎo)致效率受限，而有源鉗位反激通過實(shí)現(xiàn)主功率管的零電壓開關(guān)，極大地減少了這部分損耗。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，采用同步整流、有源鉗位等技術(shù)的電源適配器，其轉(zhuǎn)換效率可提升至 90% 以上，顯著降低了能耗。這不僅符合全球倡導(dǎo)的節(jié)能環(huán)保理念，對于消費(fèi)者而言，也意味著使用電子設(shè)備時(shí)更加節(jié)能，降低了使用成本。

在尺寸縮小方面，隨著電子設(shè)備朝著小型化、輕薄化方向發(fā)展，對電源適配器的體積要求也愈發(fā)嚴(yán)格。有源鉗位反激變換器由于能夠工作在更高的頻率，使得變壓器及電容等元件的尺寸得以減小，進(jìn)而有效降低了電源體積。例如，采用超結(jié)結(jié)構(gòu)的高壓功率 MOSFET 或高壓 GaN 器件的高功率密度快充及電源適配器，配合有源鉗位反激技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)高效快充的同時(shí)，能將適配器體積大幅縮小，方便用戶攜帶，滿足了人們對便攜式電子設(shè)備的需求。

在電磁干擾(EMI)性能改善上，有源鉗位反激變換器同樣表現(xiàn)出色。由于漏感中的能量被有效吸收，在主功率管開啟過程中不存在漏感尖峰，這使得功率管的電壓應(yīng)力更小，輸入電壓范圍更寬，同時(shí)也大大降低了 EMI 噪聲。這對于在復(fù)雜電磁環(huán)境中使用的電子設(shè)備尤為重要，能確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，減少對其他設(shè)備的干擾。

目前，已有多家公司敏銳捕捉到有源鉗位反激技術(shù)的優(yōu)勢，設(shè)計(jì)并推出了以 ACF 為拓?fù)浞桨傅男◇w積 GaN 快充適配器，在市場上取得了良好反響。以德州儀器(TI)的 UCC28780 高頻有源鉗位反激式控制器為例，該控制器可實(shí)現(xiàn)符合嚴(yán)格全球效率標(biāo)準(zhǔn)(如美國能源部 6 級和歐盟 CoC V5 Tier - 2 能效標(biāo)準(zhǔn))的高密度交流 / 直流電源。其具備用戶可編程高級控制律特性，可針對硅(Si)和氮化鎵(GaN)功率 FET 進(jìn)行性能優(yōu)化，開關(guān)頻率高達(dá) 1MHz，還擁有可編程自適應(yīng)突發(fā)控制和待機(jī)模式，能提高輕載效率，并抑制可聞噪聲。

與其他替代方案相比，如非對稱半橋(AHB)變換器，有源鉗位反激變換器也展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢。在電壓應(yīng)力方面，雖然 ACF 原邊功率管的電壓應(yīng)力相對較高，為(Vin + n*Vo)，但在輸入電壓調(diào)節(jié)能力上，ACF 比 AHB 更具優(yōu)勢。在適配器應(yīng)用中，輸入電壓范圍通常較寬，ACF 的電壓增益特性使其能更好地適應(yīng)這種寬輸入電壓范圍，占空比能維持在合理區(qū)間，保證諧振過程的有效實(shí)現(xiàn)。在開關(guān)頻率上，ACF 也高于 AHB，這使得 ACF 在相同功率輸出下，電感電流斜率更大，能更好地滿足電源適配器對高效功率傳輸?shù)男枨?。在效率方面，ACF 同樣領(lǐng)先于 AHB，其變壓器匝比的選擇更靈活，可有效降低原邊損耗，提高整體效率。

展望未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，有源鉗位反激技術(shù)有望在電源適配器領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。一方面，該技術(shù)將與更多新型功率器件深度融合，進(jìn)一步挖掘其性能潛力。例如，隨著氮化鎵(GaN)器件性能的不斷提升，與有源鉗位反激技術(shù)結(jié)合，將使電源適配器在功率密度、效率等方面實(shí)現(xiàn)更大突破。另一方面，隨著消費(fèi)者對電源適配器性能和功能的要求日益多樣化，有源鉗位反激技術(shù)可能會(huì)朝著智能化方向發(fā)展，如實(shí)現(xiàn)智能功率分配、溫度控制、故障診斷等功能，通過內(nèi)置的微處理器和通信接口，實(shí)現(xiàn)對電源適配器的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，為用戶帶來更便捷、高效、安全的使用體驗(yàn)。

有源鉗位反激技術(shù)憑借其在效率提升、尺寸縮小、EMI 性能改善等方面的顯著優(yōu)勢，正成為電源適配器技術(shù)演進(jìn)的重要方向。在未來，它將在推動(dòng)電子設(shè)備行業(yè)發(fā)展，滿足人們對高品質(zhì)、高性能電源適配器需求的過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，引領(lǐng)電源適配器進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展階段。