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完成高效率和低待机功耗的双管反激式转换器

高效率和低待机功耗是现今开关电源设计的两大难题,由于谐振拓扑或LLC拓扑能够满足高效率的要求,因而日益流行。然而在这种拓朴中,前PFC级必须在轻负载期间保持运作,造成谐振回路中存在内循环损耗,待机功耗

高功率和低待机功耗是如今开关电源规划的两大难题,因为谐振拓扑或LLC拓扑能够满意高功率的要求,因此日益盛行。但是在这种拓朴中,前PFC级有必要在轻负载期间坚持运作,构成谐振回路中存在内循环损耗,待机功耗成为一个头疼问题。关于没有附加辅佐电源的运用,LLC谐振拓扑难以满意2013 ErP等新法规,在0.25W负载下输入功率低于0.5W的要求。双管反激式拓朴是能够应对功率和待机功耗两大应战的解决方案,适用于75W~200W规模的电源。它供给了与LLC谐振解决方案适当的功率,还有大幅改进的待机功率功能。双管反激式拓朴能够成为颇具吸引力的解决方案,可代替杂乱的LLC谐振转换器,用于笔记本电脑适配器、LED-TV电源、LED照明驱动器、一体型电脑电源和大功率充电器运用。

规划开关电源的应战

现代规划开关电源的应战大致分为五个部分。

•低待机功耗

高功率

•高功率密度

•高可靠性

•低本钱

用于75W~200W运用的抱负解决方案,现有的单反激式转换器解决方案为现在最遍及的解决方案之一,有低待机功耗、低本钱和易于规划等长处而被许多运用,但关于未来更高它不能解决一切规划应战。现有的单反激式转换器解决方案面临着许多困难,难以达到> 90%的低功率问题、低功率密度、过高的MOSFET漏源电压和缓冲器损耗和发热问题都不利于高可性的要求,而且约束功率规模有必要为150W以内。

为了进步功率和功率密度,可零电压切换的LLC转换器解决方案被逐步运用,但这也不能解决一切规划应战,例如,无辅佐电源便不能满意2013 ErP Lot 6要求 (0.5W@0.25W),还有在规划和出产过程中,关于变压器容差和栅极驱动时限灵敏的问题。

双管反激解决方案 (75~200W)

双管反激解决方案分为三个部分,分别是FAN6920: BCM PFC + QR 组合;FAN7382: H/L 驱动器;FAN6204: SR控制器,如图1所示。

图1 飞兆半导体双管反击解决方案

双管反激主要特色

双管QR反激转换器主要特色分为四个方面,它在低待机功耗、高功率、易于规划和低EMI方面有明显的优势。

在低待机功耗方面,双管QR反激转换器能彻底满意2013 ErP Lot 6要求。在PIN0.5W @230Vac; PO=0.25W;PIN0.25W@ 230Vac(无负载时)。

在高功率方面,双管QR反激转换器的特色表现在漏电感能量能够收回至输入,且无需有损耗的缓冲器;500V MOSFET能够用在初级端;初级端选用谷底开关以下降开关损耗;减小次级端整流器的电压应力;可运用可变PFC输出电压技能以进步整个体系的低压线路功率。

双管QR反激转换器具有易于规划的特色,它与熟知的传统反激式转换器规划相同,而且能够简洁地完成变压器批量出产。它能够运用超低侧高变压器,无需考虑走漏电感。

在EMI方面,双管QR反激转换器具有低EMI,漏极过冲电压被箝制在输入电压上;谷底开关等特色。

双管反激根本作业原理

双管反激与单管反激的根本原理类似,仅仅多了一个阶段2。阶段1、3、4与零谐振单管反激的作业原理相同。阶段1: Q1和Q2一起导通,变压器的电感电流将会线性添加并将能量贮存于变压器中;当2个MOS管封闭时分就进入阶段2;阶段2:因为漏感所构成的高漏源电压会导致2个收回二极体导通,Q1和Q2截止,D1,D2导通;当漏感能量收回结束,进入阶段3;阶段 3和4: Q1和Q2 截止,D1和D2截止。

双管反激的优点

双管反激的优点之一便是削减能量损耗。无缓冲器损耗和发热问题,漏电感能量可收回在大容量电容器中。

双管反激拓扑的优点之二是高可靠性和低开关损耗。因为低MOSFET漏源电压得到杰出的可靠性,答应大匝数比(n)规划完成近似于ZVS开关的低开关损耗。

双管反激拓扑的优点之三是减小次级端传导损耗。SR MOSFET的VDS为:VIN/n+VOUT,大匝数比n关于SR MOSFET的优点是大n意味着较低的VDS,即较低MOSFET Ron,这样就得到了较低价格,下降了本钱得到了较高的功率。举例说明,当VIN = 420V,Vo=12V,n= 12,那么,VDS=420V/12 +12V=47V,则能够挑选60V或75V SR MOSFET。

双管反激拓扑的优点之四是能够进步低压线路功率。两级PFC输出以进步低压线路功率。

双管反激拓扑的优点之五是进步轻负载功率。深度扩展谷底开关(最多第12个谷底周期)答应轻负载下的低作业频率。

双管反激拓扑的优点之六是完成低待机功耗。双管反激拓扑无缓冲器损耗和发热问题,漏电感能量可收回在大容量%&&&&&%器中。

双管QR反激与单开关反激比较

单开关比照双管QR反激转换器如图3所示,左面为单开关QR反激,右边为双开关QR反激。

图2 双管反激根本作业原理

图3 单开关比照双管QR反激转换器

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