資料介紹
為提供更佳的用戶體驗,筆記本電腦及其適配器不斷向小型化、高功率密度化方向發展,便于消費者外出時攜帶更方便,同時,還需具備高平均能效和極低待機功耗,以符合日趨嚴格的各種能效法規。如于2016年1月1日生效的歐盟CoC V5 Tier 2 規定,輸出功率為45 W和65 W的AC-DC適配器平均能效需分別達到87.7%和89%,待機功耗分別低于75 mW和150 mW,并且還要求10%負載條件時的能效需分別達到77.7%和77.5%。電源設計工程師面臨體積、能效和成本等多方面的設計挑戰。

表1. AC-DC 適配器能效法規一覽
開關頻率直接決定開關電源的功率密度,提高開關頻率可有效地減小無源功率器件如變壓器、輸出電容的尺寸,從而提高功率密度;高功率密度應用僅滿足能效規范遠遠不夠,因為體積減小時,散熱面積也相應減少,需提高能效以減少發熱,減小對內部元器件壽命的影響;此外,工程師需將成本控制在合理范圍內,以在競爭激烈的市場處于有利地位。
準諧振反激 + 同步整流 = 高功率密度適配器
LLC拓撲結構可提供高頻率和高能效,但其成本較高,且對輸入電壓范圍有嚴格要求,不適用于筆記本電腦這一功率等級。采用準諧振反激式拓撲加上同步整流(SR)可輕松地設計出滿足體積、能效、成本等要求的高功率密度適配器,如安森美半導體的高頻準諧振反激式控制器NCP1340/1+SR控制IC NCP4305/80。
準諧振模式允許使用相對大的緩沖電容Clump,額外增加的Clump (10-22pF)可以減少MOS管關斷損耗,減少電磁干擾(EMI)。準諧振反激有利于次極端加SR,可降低整流二極管導通損耗,減少次極端整流管尖峰電壓,降低其耐壓要求。

圖1. 準諧振模式允許使用相對大的緩沖電容Clump
準諧振式反激電源損耗分析和設計要點
分析準諧振反激損耗旨在提高工作頻率后再減少功率損耗。準諧振反激電源的損耗主要分布在初級MOSFET、尖峰吸收電路、變壓器和輸出整流。

表1. AC-DC 適配器能效法規一覽
開關頻率直接決定開關電源的功率密度,提高開關頻率可有效地減小無源功率器件如變壓器、輸出電容的尺寸,從而提高功率密度;高功率密度應用僅滿足能效規范遠遠不夠,因為體積減小時,散熱面積也相應減少,需提高能效以減少發熱,減小對內部元器件壽命的影響;此外,工程師需將成本控制在合理范圍內,以在競爭激烈的市場處于有利地位。
準諧振反激 + 同步整流 = 高功率密度適配器
LLC拓撲結構可提供高頻率和高能效,但其成本較高,且對輸入電壓范圍有嚴格要求,不適用于筆記本電腦這一功率等級。采用準諧振反激式拓撲加上同步整流(SR)可輕松地設計出滿足體積、能效、成本等要求的高功率密度適配器,如安森美半導體的高頻準諧振反激式控制器NCP1340/1+SR控制IC NCP4305/80。
準諧振模式允許使用相對大的緩沖電容Clump,額外增加的Clump (10-22pF)可以減少MOS管關斷損耗,減少電磁干擾(EMI)。準諧振反激有利于次極端加SR,可降低整流二極管導通損耗,減少次極端整流管尖峰電壓,降低其耐壓要求。

圖1. 準諧振模式允許使用相對大的緩沖電容Clump
準諧振式反激電源損耗分析和設計要點
分析準諧振反激損耗旨在提高工作頻率后再減少功率損耗。準諧振反激電源的損耗主要分布在初級MOSFET、尖峰吸收電路、變壓器和輸出整流。
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