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,待机功耗成为一个头疼问题。对于没有附加辅助电源的应用,LLC谐振拓扑难以满足2013 ErP等新法规中,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效率和待机功耗两大挑战的解决方案,适用于75~200W范围的电源。它提供了与LLC谐振解决方案相当的效率,还有大幅改良的待机功率性能。双管反激式拓朴能够成为颇具吸引力的解决方案,可替代复杂的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应用。
詹振辉
飞兆半导体PCIA部门产品线经理
问:能有演示和评估板吗?贵公司能有这方面的专家帮助初始设计吗?
答:目前有90W,120W及200W 的評估板,可洽詢我司當地的office 或代理商,詳情可上網查詢.Http://www.fairchildsemi.com
问:对比LLC应用,双管反激的主要性能和优势有哪些?
答:轻载效率高,待机功耗小。
问:请问用什么型号电源芯片
答:FAN6920
问:电源芯片型号
答:FAN6920 : QR flyback + CRM PFCFAN7382 : High & low side gate driverFAN6204 : SR controller
问:请问有相关资料么?
答:有的,請拜訪www.fairchildsemi.com,可以找到相關手冊,測試資料與應用手冊,謝謝 或上我們的mWSaver介紹網頁:http://www.fairchildsemi.com/products/mwsaver/index.html
问:在高压输入情况下,如何进行很好的反馈,如DC2500V或DC3300V时现有的隔离光耦以不太适应隔离要求了,有无更好的办法来处理这一矛盾????
答:如果输出电压精度要求不高,可以采用初级侧稳压。
问:双管满载工作时功耗不完全平衡。如何更好的处理。
答:优化驱动线路和Layout.
问:能不能把这个案子的资料发个电邮给我啊,
答:请发邮件给我:bell.zhong@fairchildsemi.com
问:我是一名直流开关柜设计师,我想了解一下你们所提出的这个方案对与环境有什么要求?能否用于轨道交通领域?
答:主要要看您的需求電源為何?一般而言200W以下100W以上都可以適用。請問您的環境狀況條件為何呢?
问:高原条件,昆明地区要求高绝缘,高爬电距离。
答:ESD能力等需靠layout以及電路設計改善。以FAN6920來看HBM mode可以承受到4500V,而CDM mode可以到1250V.
问:该技术什么时间能应用到具体产品中,它的价格怎么样?举个例子说明一下它的功耗低到什么程度?怎么使用这个产品,有详细的说明手册吗?
答:此類產品已經量產,他可以通過2013的ErP規範,輸出為0.25W的時候可以小於0.5W
问:在电能消耗上有什么具体的优化吗?
答:主要是利用變壓器閘數比可以減低開關切換損失,並且此架構可以將原本反激式轉換器所消耗在緩振電路上的損耗給完全回收。這兩點是最主要的優化方式。
问:请问:双管反激式拓朴有没有进入实质性研发阶段?一旦在实际中使用,会不会提高成本呢?
答:目前已有客戶使用,相較於單管反激自然是會提高成本.若相較於半橋諧振的話,反激式轉換器應該是大家較為熟悉的拓墣.
问:mosfet应该怎么选型?
答:從剛剛dual QR flyback資料所敘敘,漏感能量會回灌至bulk cap.裡面. 因FAN6920可設計PFC有第一及二階段之設計, 假設PFC 第二階段設計400V, 則PWM MOSFET de-rating可選擇500V (假設90% rating).
问:这种开关电源EMC应该怎么设计注意?
答:請留下您的郵箱,會後與您連絡,謝謝
问:变压器参数怎么选择?
答:可以請您上飛兆的網站,或參照以下連結中有詳細介紹。http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-6920MR.pdf
问:仙童的这套双管反激的方案成本大概是多少
答:略高於單管反激但低於LLC效率可與LLC相當且變壓器相對好設計
问:dome板的原理图等资料的链接是多少?
答:可洽詢我司業務/FAE或者代理商來取得相關資訊
问:待机功耗是多少?
答:Please refer to the presentation material on page 19~21.
问:FAN7382给个参考价格?
答:可洽詢我司或代理商業務來取得報價..
问:是功率设计的功率越大效率越低吗?
答:並不會,觀看使用零件等級與調適技巧
问:双管反激式为什么不能在应用在75W以下及200W以上时
答:可以使用。但是75W以下使用單管反激加上波谷切換即有不錯的表現,200W以上使用LLC的效率更有競爭性。
问:这个双管反激的方案应用于充电手机3个小时消耗市电多少?
答:手机充电电流 X 5V X 效率 X 3 (瓦时)。效率按89%(轻载)算。
问:如何计算效率?
答:與一般架構一樣。需先算出所有半導體元件的功耗才能推估。
问:LLC相比反激的是不是也有优势呢?
答:請參考資料第17頁, 有針對LLC及雙反激管的比較差異.
问:双管反激的可靠性如何?
答:目前已有客戶使用並無回報有相關問題.
问:200W电源已经是极限了吗?
答:200W算是我們測試過最恰當的瓦數,更大的瓦數仍然可以設計但是效能可能沒有那麼理想。
问:双管反激式是否目前最理想的解决方案?
答:1.反激式相較於半橋諧振大家熟悉度較高.2.反激式更容易達成2013 Erp 要求.3.輕,中負載效率較半橋諧振高.
问:我的一个应用,功率大概在45W左右,用现在讲的这个方案,是不是有点性价比低,或者说浪费了?
答:45W若不追求高PF值或著高效率,則採用一般波谷切換的反激式轉換器即可。
问:两只MOS管交替开关,其控制信号也要变化,请问:这个切换之间的时间延迟是如何处理的?
答:不是“交替开关”,而是同步开关。两管之间稍有不同步没有关系
问:请问:提供的评估板可以带多大的负载?
答:目前規劃的評估板有90W/120W與200W.請聯繫我司FAE/業務或者代理商已取得相關資訊
问:刚才讲解时介绍的三个芯片有A382、FA6920和?,谢谢。
答:第三個是FAN6204, SR controller. 其他兩個是FAN6920: BCM PFC + QR PWM Combo和FAN7382: H/L Driver
问:请问:双管反激比单管的效率高多少,这两种电路在低负载情况下(如50W)使用区别大不大?
答:基本上目前我們可以看到大約多出2%的效率.若50W有高效率的需求自然也是可以使用.
问:请问:功率密度的准确定义如何理解?
答:W/in^3
问:不好意思,刚才我没有表达清楚,功率密度的定义是:输出/输入^3,其单位量纲是什么?
答:功率/英吋^3
问:演讲的文档怎样下载?麻烦发一下我的邮箱:iwqt1983@163.com
答:講稿(連聲音講解)可於中電網查閱, 歡迎登陸觀看. 謝謝!
问:飞兆转换器的转换效率是多少?
答:如剛剛簡報中提到的,平均都在88%左右(含同步整流)。
问:目前芯片的集成度越来越高,芯片也做的越来越来小,为手机的超薄提供了实实在在的可能性
答:沒錯. 若有案子, 請考慮我們dual QR flyback solution.
问:现在的智能手机耗电量都很大,使用的时间很短,目前突出要解决的问题是如何降低功耗?
答:您讲的是手机本身的功耗问题,这需要降低手机处理器和应用电路的功耗。还可以通过提高电池的容量来解决。但我们今天谈到方案可以减小手机充电时的市电消耗。
问:2010年无线充电市场增长60%,是该领域第一年实现有意义的增长,但与今年相比相形见绌。预计明年增长276%,也无法与今年相比。随后增长将会放缓,到2015年持稳于48%
答:感謝您的訊息
问:MOS管的电性能有何具体标准吗?
答:可以請您再解釋一下是何種性能呢?
问:200W大约成本是多少?
答:可洽詢我司業務/FAE 或 代理商 來取得詳細資訊以及BoM List . 再根據貴司採購經驗加以估價.
问:与双管正激式电源有什么不同点?
答:1)电路拓扑结构不同2)输出功率上,双管正激一般做200W以上。
问:就是说如果用这套电路做双管反激式功率可以更大,优点不变?
答:FAN6920这个双管反激电路建议功率为200W左右,如果输出功率继续加大,那么PFC部分为CRM模式,PFC MOS管的峰值电流和有效电流都会很大,同时EMI也会成问题。
问:输入是380V的例子有吗?
答:請問輸入是交流還是直流的380V呢?目前我們這個測試版都有PFC,所以在雙管反激的部份輸入都是PFC的輸出。
问:输入是交流380V的例子有吗?
答:抱歉,本司目前沒有此例子可參考
问:双管反激与LLC相比,成本有什么优势?
答:主要優勢在於:1.反激式相較於半橋諧振大家熟悉度較高.2.反激式更容易達成2013 Erp 要求.3.輕,中負載效率較半橋諧振高.
问:信号漂移程度如何?
答:芯片內部信號漂移程度很小可以說沒有,每顆芯片出廠前均經嚴格測試,基本上只要電路板layout沒有大電流干擾問題,其芯片本身就不易受到大電流線路干擾,任何芯片都無法承受大電流路徑所造成的干擾
问:在徐州、南京、合肥有技术支持或代理机构吗?
答:本司在南京有辦事處. 詳情可參考本司網頁資料: http://www.fairchildsemi.com/cf/sc_Chinese_simplified.html#China01 另外在多個地方也有代理提供支持. 詳情可參閱以下網址. 謝謝!http://www.fairchildsemi.com/cf/sc_Chinese_simplified.html#China02
问:兼容性,稳定性如何?
答:只要電路板layout不違背線路設計,本方案穩定性是相當不錯的,兼容性由於採用反持式架構因此相當的高,且也方便設計,設計人員無須再接受新的設計訓練,反持式是一相當成熟的架構
问:有什么需要特别注意的?
答:在設計雙管反激變壓器的同時,需注意變壓器圈比乘上輸出電壓不可大於1/2的輸入電壓
问:应用案例比较少,有没有详细的介绍?
答:请发邮件给我:bell.zhong@fairchildsemi.com我这边可以提供详细的测试报告和应用线路。
问:支持什么通讯方式?
答:本方案無任何通訊介面,通訊方式須另使用微控制器來實現
问:演讲的内容和方式也非常好,谢谢嘉宾和主持人。
答:感謝讚賞, 我們會繼續努力! 請多多留意飛兆的網上研討會. 謝謝!!
问:在国产手机、音响或电视机等方面有应用吗?
答:手機充電器應用於小瓦數(5W)以下, 較不適合使用. 電視機就可應用dual QR flyback solution, 我們的第一頁有介紹於75W~200W應用解決方案.
问:待机功耗上有具体的对比数据吗
答:對比於半橋諧振,雙管反激更容易達成2013 Erp 要求.詳細數據可洽詢我司或代理商FAE.
问:提供200W功率时的安全系数有多大?
答:安全係數端看零件選用與操作功率無關.目前我司200W評估板以80%~90%安全係數作為設計.
问:谷底导通模式,是否会出现磁饱和问题?
答:磁飽和為鐵芯設計,谷底導通模式為控制器操作模式與磁飽和無太大相關.
问:可否提供初级线圈的计算方法及设计经验?
答:我们可以提供设计工具,请发邮件给我:bell.zhong@fairchildsemi.com
问:在设计之初,如何选择PWM的频率?
答:我們建議設計於QR PWM fs=50KHZ可達至較好之效率.
问:有武汉办事处吗?
答:武汉有办事处,聯絡資料如下:http://www.fairchildsemi.com/cf/sc_Chinese_simplified.html#China01
问:请问,此方案是否适合多路小功率输出的场合?
答:多路没有问题。但功率太小的话成本不占优势。
问:在输出波形中,是否有过冲的情况?因为对于DSP类的器件,过冲电压超过一定的范围,很容易损坏DSP内部的FLASH.谢谢
答:輸出波形過充現象可以經由回授網路調整之後消除。相較於LLC,雙管反激採用電流回授,故比LLC更好消除過充現象。