能源之星5-----衬论QR之道

对于普通反激通常的方法是90VAC&264VAC重载时工作于CCM模式,及25%LOAD时进行线性降频(这是TI,LDXX,OBXX的方法).别外TEAXXXX NCPXXXX,XX2203新的IC以QR谐振工作.请各位衬论以下问题,普通CCM反激式与QR对比优缺点:
我总结QR的优点是:
1.QR在有PFC时由于开关损耗明显低,因而效率高
2.但QR在无PFC时(小功率65W以下)相对CCM反激式效率较低(请注意一些厂家宣传QR时的效率是有加同步整流时测得)???

另外我所知道的,目前TI,OB的QR多模式芯片,相比于NCP1377等最原始的QR有一定的改善.但他们考滤的都是在带PFC,在不同负载时可以控制产生一个多模式的曲线,但如果没有PFC时,并且负载产变时如何解决效等问题,请高手指点?

最好能把两者的优点揉合在一起!
半载以上,工作在CCM;略低于1/4载的某点到半载,工作在QR,负载变轻频率升高时加入跳周期;再低负载,就工作在线性降频加跳周期.

个人觉得QR相对硬开关,无PFC,QR在高压输入能提升一点效率,但不是很大,在低压输入时提升效率很少,几乎没什么用,而海外市场很多都是低压115V的;加PFC就要加钱,对一些标准没规定一定要加PFC的中小功率电源,如果为了用QR,而加PFC,那总成本就贵了,特别是60W以下的电源,如果市场没规定,加PFC就烧钱了,即使加PFC效率提升是有,但估计就1%-1.5%左右.随着负载加大,Mosfet的耐压会越来越高,到一定输出的的时候,有的电源QR配的初级Mosfet要800-900V耐压的Mosfet,比硬开关的650V的Mosfet要贵不少.那些QR 选650V Mosfet的电源估计负载电流并不大.比如过真做12V/120W电源估计要用800V的Mosfet.

QR的优点:对改善EMI有好处,有PFC电源比硬开关的效率有些许提高.
CCM的优点:便宜,无PFC电源,效率不会比QR的差多少.

高

60W以下,提高效率,普通反激+同步整流.主要是针对CEC4,CEC5,和Euro3,如果不是应付这指标,用同步整流就有些烧钱了(除非负载电流是7A以上的 adaptor不过这标准也可能烧钱).Level5和Euro3有工厂做40W都开始用普通反激+同步整流进行烧钱了.

如果我们能够开一个IC,用在我的36W以下(能效5的效率要求85%),没有PFC,利用QR的优点,避开缺点,可以怎样做,请各位衬论.

该IC不用开了,12V/3A,不用PFC,用普通硬开关PWM IC(轻载间歇振荡)  +我们的同步整流SP6003A全电压输入,平均效率已经做到88.6%了.见报告. 382921222402234.xls

包含输出线了么?20#线,1.8m长,再看看你的效率如何.

36W还要加同步整流,这个成本有几个能接受.

如果加同步整流,效率非常容易,但加同步整流做36W以下,做来自己用还可以,客户可能不能接受这个价格.

关键是要找办法,提高1/4负载的效率!用同步整流,是头痛医脚.

估计客户的这是板边效率,听他说,他准备用很粗的线,因为CEC Level5很变态.12V/3A用同步整流效果不大,电流太小,所以提升效果不明显,只有2个点左右,但客户说为了那1个点的生产裕量他不得不烧钱,我们给他提了1.8%-2%他觉得超出预想.

如果是内销或者销往中东,东南亚,就不要用同步整流了,因为用了必然卖不出去.他们是销往美国和欧洲的.

轻载用间歇振荡模式,就是利用在轻载时低频工作减少初级开关损耗,提高轻载效率啊.

如果是QR,在轻载时频率很高,开关损耗更大,1/4载估计更麻烦.何况36W 一般人不会舍得加PFC吧?何况加PFC是烧钱,也没多大效果.QR高压输入有点效果,也不是特别明显,何况在低压115V输入时几乎不能提升效率,而高效率要求的美国市场的输入电压恰好就是115V的,QR是不是烧钱也没用?

加同步整流是同时提升轻载,中载,满载时候的效率,这样平均效率就够高,CEC 测的是平均效率.

价格客户肯定能接受,因为这是为对付CEC Level5和Euor3标准的.客户的客户已经下单了.

当然如果有其他更便宜的方法能实现,当然就贵了,但据客户说,他们QR-PWM+其他公司的同步整流都试过了,没通过.才最后决定用的我们的同步整流(因为他剩下只好用用间歇振荡模式提高1/4载的效率,同时又要用到CCM).如果没其他更便宜的方法,那这种方法就不贵.高标准自然高价格.我们都觉得客户为提升那1个多点的效率,真的是烧钱.但客户也是被他们客户的标准逼的.

看来楼主和楼上各位对QR都持不接受的态度.

有个替代QR的好方案就是无漏感尖峰的单级PFC电路,一个管子做PWM+PFC,非常适合110V电路 只需要一个400V电容就能顶住单级PFC的高Bulk电容电压(上到300V已经很罕见了) 并且可以用BJT 因为没有漏感尖峰冲击,而且开关比较软

这个电路的缺点是占空比较小.

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上图是一个正激的电路,把后级换一下方向去掉右边的电感就成了反激电路

个人认为真正好的单端电路,

应该是
1.开的一瞬间电流为0(ZCS-On,就如同不连续模式的反激),然后管子完全打开之后迅速上升,直到升到一个平顶(似乎各种变换器都没有这种电流波形,连续模式的半桥管子上的电流波形很平,但不是ZCS-On).

2.关的一瞬间电压为0(ZVS-off),管子完全关断之后,迅速上升到足够变压器复位的电压,整个管子关掉的期间电压比较平均,这样就减少了管子的耐压需求.

这个无漏感尖峰单级PFC电路只能说比较接近第二点,第一点在不连续模式可以达到,在连续模式是绝对达不到的. 另外,轻载时难以达到高的谐波参数.

各位好像把QR贬得一文不值,我倒不同意以上的看法.
CCM一定会比DCM 效率高么?
当工作于DCM增加的导通损耗比工作于CCM 副边二极管的反向恢复损耗小时,DCM效率会比CCM高,尤其用同步整流的话,body diode很差的特性,CCM efficiency 应该不会高吧?

这位仁兄说的好.当次级高压输出,并且使用垃圾二极管如FR107时,CCM效率甚至低于DCM.

一般充电器等是很低的电压输出5V左右,次级用的是肖特基,如1N5819,它没有反向恢复时间.因此CCM还是有优势的.

同步整流效率提升效果与DCM和CCM关系很小,关键都是要让Body diode工作时间短点,同步整流是要尽量让沟道工作,而不是让 体二极管工作.如果让Body diode工作时间很长,等于是大部分时间是二极管整流而不是同步整流,那就是同步整流没做好.同步整流做好,DCM和CCM都能提升很高效率,同步整流提升的效率与CCM和DCM无关,只与同步整流是否做好有关.不过如果同步整流不能工作在CCM下,那当然提升效率差,甚至还会炸机.如果ON-time 不够大,deadtime 也无法调整的话,那估计体二极管会吃掉不少效率.所以要找On-time 可自动跟随调整,足够大,Deadtime也可调整,控制体二极管的合适导通时间(尽量让体二极管的导通时间少),可以工作在DCM和CCM下的同步整流方案啊.

不说同步整流,就说二极管整流,当大电流时大部分客户采取清载用DCM,重载用CCM,而不是全程用DCM相信不是吃饱了没事干,一定是有原因的.

越来越难做了

我说的是body diode 的反向恢复问题,一般副边控制芯片都会提前关断一点,这时如果工作于CCM,bodydiode特性一般都比较差,反向恢复引起的损耗,电流折算到原边产生电流尖峰而在mos管上产生的损耗.
我不知道你说的大电流是多大,就用途最广的adaptor来说,90w/19.5V输出电流4.6A不知道是不是大电流?

初级用QR难道次级的二极管就没有反向恢复问题?QR也有反向恢复的,只是比硬开关CCM小点.如果CCM下同步整流提前关断的死区这段时间确实是体二极管在工作.不过只要死区不大,体二极管工作时间短,反向恢复引起的损耗并不比萧特基二极管大.举个例子,SR mosfet 用12mohm的STP80N10 做12V/5A的adaptor,在5A(CCM模式)我们的同步整流方案可以比萧特基二极管很轻松地提升效率2.8%以上,换更好的MOsfet能提升更多,并且可以做到从轻载到满载都用同步整流.初级用QR我们也能在QR+二极管整流的基础上用QR+同步整流提升这个效率.

4.6A其实是很小的电流了.如果不是应付CEC 和温升的话,原来这种电流同时输出电压又比较高几乎很少客户用同步整流,这个19V/90W规格客户用同步整流的原因应该是19V输出的萧特基整流二极管的VF大,所以二极管上的温升高,所以考虑减少二极管的温升才考虑用同步整流代替二极管整流,如果不是二极管的温升高的话,这电流客户是不会用同步整流的,因为19V/90W用二极管整流效率都很高了.我们的同步整流方案预计比萧特基二极管整流能减少2.5W以上的损耗(按用一颗10mohm左右的SR mosfet,二极管的VF按0.7V记).如果19V/90W次级依然用二极管整流,即使初级带了PFC,只是把硬开关换成QR,能提升多少效率?

反激我们有客户用硬开关做3.3V/12A,5V/10A,12V/10A,甚至5V/16A都有,带PFC和不带PFC都有,今年才开始出现有客户做5A以下都用同步整流的.

你说的19V/90W adaptor 估计初级如果用QR的话,一定要用PFC,否则在低压输入的时候效率估计就和硬开关差不多.

抛开同步整流,在输出都是二极管整流的情况下比较QR和硬开关才有意义.比如做个5V/8A adaptor电源,一般情况不带PFC,如果是出口美国按AC115V情况下计算 初级用QR的效率和用硬开关的效率就知道用QR究竟能否提升效率了,估计提升效果不大,花钱没效果.我们大陆市场是AC220V,不带PFC,用QR个人估计比硬开关能提升点效率,估计也就在1%左右(因为初级能节省多少开关损耗?),但中国大陆市场目前估计是没有多少厂家愿意花钱用QR的.

所以个人始终认为QR如果不加PFC对效率提升帮助不大(特指在出口市场的低压输入情况,现在基本上出口厂家都做全电压输入产品,所以估计大部分会考虑低压输入的情况,何况目前大部分出口厂家还是盯着美国这个用低压输入的市场),加了PFC,对效率提升也就1%左右甚至不到,因为初级的开关损耗在系统中占的比例并不大(比例既然不大,哪能减到哪里去?).QR的好处是对EMI有帮助(但并非用QR就能过EMI),EMI的表现应该比硬开关的好一些,但在QR没出现之前,其实大部分厂家用硬开关也一样有方法能过EMI.

谁说轻空载QR没用,可以在轻空载时同样工作于QR,我是认为还是可能.

请讨论技术问题,不是说同步整流问题,如果要用同步整流,那就不用IC了,IC太贵了,我有买IC的钱我不如让老板多赚点.

我看你用同步整流效率也不高啊,用QR加同步整流可以达到90%-91%

题目本来就是应对能源之星五的方案是用硬开关还是QR.

其实用QR还需要关心一下因为变压器要按QR最低频率设计,所以估计变压器估计会比硬开关的规格大点.另外因峰值电流原因,初级Mosfet 需要的电流应力估计比硬开关的规格大点.另外2Vs的原因,QR用的初级Mosfet估计要比硬开关的耐压要选大点,如果初级Mosfet的耐压如果和硬开关的一样那估计次级萧特基二极管需要的耐压就要比硬开关的高点(功率越大的这越显著).其实这些都是要加钱的.72W以下如果不用PFC,QR在115V输入下和硬开关的效率差不多,高压230V输入估计也就1%左右的提升,如果这些不是技术问题,那真的不好意思,我对技术本就是新学的,误会了技术的含义,打扰了.

应对能源之星五的挑战用QR+同步整流或硬开关+同步整流的性价比仔细判断一下应该会有自己的看法.如果说单独的QR+二极管整流确实在有写输出条件是能过能源之星5的,就如硬开关+二极管整流在有写输出条件下依然能过能源之星5一样.但在某些输出条件QR+二极管整流和硬开关+二极管整流是过不了能源之星五的.

其实估计你因为我们推同步整流你认为我在说同步整流的问题.你误会了,我说的是硬开关和QR应对能源之星5的性价比和有效性问题,说的是如何用硬开关方案或者QR方案怎么过能源之星5的问题,同步整流只是附加在这两种方案上的辅助方案而已.

个人觉得12V/3A 如果你确实做到加1.8m的DC输出线测试的全电压输入的线端的平均效率是90-91%那确实很高的效率了.

更正,这是客户做的adaptor ,是线端效率,DC线长1.8m,很粗的线.

郭台铭语录:
品质是什么,就是客户愿意用两倍的价格来跟你买,而且还很高兴!