電源適配器(Power adapter)是小型便攜式電子設(shè)備及電子電器的供電電源變換設(shè)備,按其輸出類型可分為交流輸出型和直流輸出型;按連接方式可分為插墻式和桌面式。廣泛配套于電話子母機(jī)、游戲機(jī)、語(yǔ)言復(fù)讀機(jī)、隨身聽(tīng)、筆記本電腦、蜂窩電話等設(shè)備中。
改造墻式電源之準(zhǔn)諧振QR能帶來(lái)什么好處詳談
先找個(gè)圖看看 ~ 有人講 QR(準(zhǔn)諧振技術(shù)),可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通,從而提高了效率、減少了EMI噪聲。實(shí)際上MOS管在開(kāi)通時(shí) Vds似乎并不是0。只不過(guò)電壓處于相對(duì)的低位,也就是所謂的低谷。 當(dāng)然,相對(duì)來(lái)說(shuō)效率還是有所提高,EMI也會(huì)相應(yīng)的有所減少
另外,這個(gè)谷底越低,就越接近于零電壓。于是就有了要盡量提高反射電壓Vor的說(shuō)法 ~
換一張圖看的清楚些 ~
由上圖看出,這個(gè)QR諧振是以Vin為中軸,以Vor為初始振幅,不斷衰減的振蕩。這個(gè)振蕩的能量來(lái)自MOS管兩端的電容Cp,或者叫Ctot。這個(gè)Ctot包括MOS管的輸出電容Coss、變壓器的寄生電容、線路的分布電容以及次級(jí)反射到初級(jí)的電容,一句話 - 就是Vds兩端看到的所有電容的總和。開(kāi)始看到 Ctot 的時(shí)候有些不解,tot什么意思呢? 后來(lái)想明白了,應(yīng)該是 total 的縮寫(xiě) ~
QR模式下電源實(shí)際上工作在DCM模式,MOS管選擇在 Vds電壓的低谷時(shí)開(kāi)通。這樣 Ctot上的能量損耗(也就是MOS管的turn-on loss)要小一些 ~ 所以,QR的實(shí)質(zhì)是減小MOS管的開(kāi)通損耗。
記得 Z版之前在一個(gè)帖子里介紹了ON Semi 的最新準(zhǔn)諧振 IC NCP1380, 還附有振蕩的波形 。 從波形中可以看出 -- 相比于之前的版本NCP1337, 1380增加了個(gè) Frequency foldback 或者叫 VCO mode。在輕載的時(shí)候降低頻率,以減少M(fèi)OS管的開(kāi)通損耗。該模式 ON Bright 的QR IC OB2361在幾年前就有了
Vin=200Vac ; Vout = 19V ; Iout=0.2A
Vin=200Vac ; Vout = 19V ; Iout=0.3A
Vin=200Vac ; Vout = 19V ; Iout=0.4A
Vin=200Vac ; Vout = 19V ; Iout=0.5A
Vin=200Vac ; Vout = 19V ; Iout=0.6A
Vin=200Vac ; Vout = 19V ; Iout=0.7A
Vin=200Vac ; Vout = 19V ; Iout=0.8A
Vin=200Vac ; Vout = 19V ; Iout=0.9A
Vin=200Vac ; Vout = 19V ; Iout=1.0A
Vin=200Vac ; Vout = 19V ; Iout=1.1A
Vin=200Vac ; Vout = 19V ; Iout=1.2A
Vin=200Vac ; Vout = 19V ; Iout=1.3A
Vin=200Vac ; Vout = 19V ; Iout=1.4A
Vin=200Vac ; Vout = 19V ; Iout=1.5A
Vin=200Vac ; Vout = 19V ; Iout=1.6A
由于諧振是以Vin為中軸,以Vor為初始振幅,不斷衰減的振蕩。
Vor越大,則谷底(valley) 的電壓Vds就越低。MOS管開(kāi)通時(shí)刻,Ctot上的能量就越小,損耗也就越小 ~ Ctot上的能量大約為
輕載時(shí)的頻率會(huì)降低,這是OB2361 IC的特性,以此來(lái)減小輕載時(shí)的開(kāi)關(guān)損耗 ~ 不算是跳頻吧
指教談不上,大家一起討論 ~ 首先覺(jué)的你的問(wèn)題提的非常好,我之前沒(méi)有想過(guò)這個(gè)問(wèn)題。
1. 關(guān)于MOS管的關(guān)斷損耗(crossover loss),之前有網(wǎng)友 MOS管的開(kāi)關(guān)損耗-反激式分析 總結(jié)過(guò)。請(qǐng)參看
對(duì)于上面的公式,我有不同的看法 。 個(gè)人以為公式中的電壓應(yīng)該是電源電壓Vin,而不是Vds。
理由是 -- 反射電壓Vor的出現(xiàn),是在初級(jí)電流Ip停止、次級(jí)的整流管導(dǎo)通后,變壓器上的能量在次級(jí)繞組中釋放時(shí)候才產(chǎn)生的。換句話說(shuō) --- 初次級(jí)繞組上的電流不能同時(shí)存在 ~
2.提高Vor,勢(shì)必要提高匝數(shù)比。但是,是以減小次級(jí)繞組來(lái)實(shí)現(xiàn)的。初級(jí)繞組的計(jì)算另有公式,相信你是很熟的 ~
前面我上了些MOS管的開(kāi)關(guān)波形。由下面的波形圖可以測(cè)量出,諧振的周期大概是3.2us(我自己在顯示器上放大了用尺子量的,5us一格)。
已知初級(jí)電感 Lp=1.4mH,則根據(jù)頻率公式可以推算出電容Ctot
如果我上面的計(jì)算沒(méi)有錯(cuò)誤的話,看來(lái)電容Ctot要比MOS管的Coss大不少啊 ~ 也可能是我的變壓器繞得太差勁了
OB2361在低壓滿載的時(shí)候,頻率固定在 50KHz, 工作于CCM模式。高壓的時(shí)候工作在QR模式,頻率會(huì)相應(yīng)地升高,最高頻率 90KHz。這里我們用一個(gè)固定頻率 50KHz 的普通反激電源(低壓滿載CCM,高壓DCM)來(lái)與之做比較。比較一下高壓 Vin = 360V 時(shí)的MOS管開(kāi)通損耗。 已知 Vor= 75V ; Ctot = 185pF
普通反激電源高壓時(shí),工作在 DCM模式,頻率 50KHz。MOS管上的開(kāi)通損耗功率為
QR反激電源高壓時(shí),工作在 QR模式,假設(shè)頻率上升到 75KHz。MOS管上的開(kāi)通損耗功率為
兩者相比,QR模式下的功率損耗要比DCM模式小 ~
0.87W-0.58W=0.29W
0.29W 對(duì)于24W的電源來(lái)說(shuō)是1% 多一點(diǎn),如果考慮到由于頻率上升而增加的變壓器損耗和MOS管的關(guān)斷損耗,實(shí)際的效率提高就不知道有沒(méi)有1% 了
這個(gè)貼子,很不錯(cuò)。。。
對(duì)準(zhǔn)諧振的理解很有見(jiàn)地。。。
學(xué)習(xí)了