隨著消費類電子的發(fā)展,其外部供電電源(適配器)所消耗的電能占全球能耗的比例在急劇加大,成為不可忽視的耗能“大戶”。以美國為例,每年適配器需要消耗電能3000億度/年,占整個國家每年用電總量的11%。
在節(jié)能減排深入人心的當今,目前各國政府的法規(guī)中對外部電源的要求越來越嚴格。美國能源之星5.0,針對外部電源的平均效率也作出了更為苛刻的規(guī)范。
表1:輸出電壓Vout>6V時的電源效率。
表2:輸出電壓Vout<6V時的電源效率。
高功率密度,高集成度毫無疑問已經(jīng)成為電子技術(shù)發(fā)展的方向,電源效率的提升不僅能減小電源的體積還能大大提高電源的可靠性。
適配器作為小功率的消費品,設(shè)計成本成為設(shè)計工程師首要考慮關(guān)鍵因素,F(xiàn)lyback結(jié)構(gòu)因為電路簡單,已經(jīng)成為設(shè)計150W以下適配器普遍采用的電路架構(gòu)。
傳統(tǒng)采用肖特基作為整流輸出的設(shè)計中,因為肖特基的壁壘電壓VF的存在,使得大電流輸出的情況下,消耗在肖特基上的損耗很大,不僅造成電源效率低下,更因為溫度過高降低了電源的可靠性。為了解決這問題,同步整流技術(shù)應(yīng)運而生,同步整流是采用通態(tài)電阻極低的專用功率MOSFET,來取代整流肖特基二極管以降低整流損耗的一項新技術(shù)。
深圳鵬源電子致力于為客戶提供成本更優(yōu),效率更高的同步整流方案,為了滿足客戶高效高功率密度的設(shè)計需要。
準諧振(Quasi-resonance)因為谷底開通,能有效降低Flyback的開關(guān)損耗,提升效率,但需要注意的是QR臨界電流模式,其導(dǎo)通損耗較連續(xù)電流模式(CCM)要大,所以在115Vac電壓輸入無PFC的情況下,QR的控制方式反而沒有CCM的效率高。而且QR為變頻控制,在低輸入電壓滿載的情況下開關(guān)頻率很低,這就需要更大的變壓器,電源的體積受到了限制。因此,為提高效率,目前許多廠家都采用多模式控制方式,即在高壓輸入的情況下工作QR模式,在低壓輸入的情況下工作在CCM模式。眾所周知,目前所有廠家的同步整流控制器都只能工作在斷續(xù)或臨界模式,而擎力科技所推出的同步整流控制IC采用dv/dt和預(yù)偵測專利技術(shù),能完美自由地進行CCM/DCM同步控制,將電源的效率提高到極致。
圖3:適配器常用的反激同步整流控制電路。
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圖3為適配器常用的反激同步整流控制電路,副邊采用擎力科技的SP6018/SP6019作為整流控制,結(jié)合美國IXYS的專用同步Trench Mosfet作為輸出整流Mosfet,因為IXYS的Trench Mosfet具有極低的Rds(on)和Qg,能將導(dǎo)通損耗降到最低,并能提高電源可靠性。
圖4:CCM工作波形
圖5:QR工作波形
圖4、5分別為工作在CCM、DCM下的同步工作波形,其中淺綠色為同步MOS的Vds波形,紫色為SP6018/SP6019輸出波形。因為具有死區(qū)編程控制功能,能保證電源安全地工作在CCM模式,這也是業(yè)界唯一能出色應(yīng)對連續(xù)模式的同步整流控制IC。
擎力科技同步整流的出色同步檢測控制,使得客戶在75W以下無PFC的電源設(shè)計時,不僅能采用低成本的CCM+SR控制方式,更能采用(CCM+QR)+SR多模式控制方式,極大低提高電源的效率并降低設(shè)計成本。
在帶PFC的電源設(shè)計上,為客戶提供QR+SR的控制方式,極大限度地利用同步MOS的導(dǎo)通時間,效率更高。
鵬源電子作為一家專業(yè)為新型能源產(chǎn)品配套電子零件的代理商,致力為客戶提供一站式的專業(yè)化服務(wù)。公司擁有一批經(jīng)驗豐富的工程師并與多家研究機構(gòu)有良好的合作關(guān)系,能為客戶提供元器件選擇、成套方案提供等增值服務(wù),專注為客戶提供高效綠色解決方案。