反激式開關(guān)電源的效率極限是多少？

這個(gè)問(wèn)題的最新答案是94%！

PI中級(jí)應(yīng)用工程師/實(shí)驗(yàn)室主任嚴(yán)金光先生向大家介紹了昨晚在北京舉辦的Tech Power and Power 上剛剛發(fā)布的3系列恒壓/恒流離線式反激式開關(guān)電源IC的技術(shù)概況，技術(shù)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)實(shí)例。 該產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)高達(dá)94%的效率，與上一代系列相比，功耗降低了25%！ PI 稱其為“終極反激式解決方案”。 下面我們就用一組圖來(lái)看看3款開關(guān)電源的“神器”長(zhǎng)什么樣吧！

任何設(shè)計(jì)電源的人都知道效率的重要性。 在電源轉(zhuǎn)換過(guò)程中，更高的效率意味著更少的散熱，也意味著不需要更大的體積和表面積來(lái)散熱，更高功率的產(chǎn)品可以設(shè)計(jì)成無(wú)需散熱器，這對(duì)于電源產(chǎn)品來(lái)說(shuō)非常重要。 無(wú)論是“身材”還是成本控制都有很大好處。 從下表可以看出，效率高達(dá)94%的3設(shè)計(jì)電源適配器由于散熱量的減少，體積僅比老款縮小了30%。 因此，利用3可以輕松設(shè)計(jì)出無(wú)需散熱器且結(jié)構(gòu)緊湊的65W電源。 非常適合對(duì)煤耗、外形尺寸或散熱有嚴(yán)格要求的電源應(yīng)用，特別是那些必須滿足強(qiáng)制性總煤耗（TEC）標(biāo)準(zhǔn)的電源產(chǎn)品。

關(guān)鍵是3在寬輸入電流范圍內(nèi)具有非常穩(wěn)定的效率表現(xiàn)，相當(dāng)強(qiáng)大。 右圖是以20V/30W開路電源為例的測(cè)試結(jié)果。

在較寬的負(fù)載范圍內(nèi)，3的效率表現(xiàn)也非常搶眼。 右圖所示的電腦適配器方案中，雖然在10%的低負(fù)載下，供電效率仍然可以達(dá)到90%以上，遠(yuǎn)低于歐共體和日本。 能源標(biāo)準(zhǔn)。

3的空載幀率也非常出色。 以45W充電器為例，19V輸出的空載幀率大于30mW，5V輸出的空載幀率甚至高于20mW。

你一定很好奇，3是如何做到如此高的效率的？ 尤其是在上一代產(chǎn)品92%效率接近極限的基礎(chǔ)上，哪有2%的提升空間？ 右欄展示了3所采用的一些關(guān)鍵技術(shù)。其中，有兩點(diǎn)對(duì)2%的效率提升起到了關(guān)鍵作用：

除了高效率之外，3在實(shí)現(xiàn)精確的電流和電壓調(diào)節(jié)方面也有獨(dú)特之處。 這里不得不再次提及PI引以為傲的磁感應(yīng)耦合技術(shù)。 這種中間側(cè)和次級(jí)側(cè)之間創(chuàng)新的通信反饋技術(shù)使得電力系統(tǒng)無(wú)需額外晶閘管即可具有次級(jí)側(cè)控制方法的性能優(yōu)勢(shì)。 元素，但具有中級(jí)側(cè)驅(qū)動(dòng)格式的簡(jiǎn)單性。 技術(shù)3直接連接在安全隔離帶之間，直接檢測(cè)輸出，同時(shí)控制中間和次級(jí)開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)更高的性能。

3.還具有突出的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。 常規(guī)功率負(fù)載前饋會(huì)導(dǎo)致輸出電流漂移并平滑恢復(fù)，負(fù)載向上前饋會(huì)導(dǎo)致輸出過(guò)沖，向下前饋會(huì)導(dǎo)致輸出下沖，3由于優(yōu)化的控制方式，可以快速響應(yīng)從右圖可以看出，雖然有100%的負(fù)載波動(dòng)，但沒有看到明顯的輸出變化。

傳統(tǒng)上，為了提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)筆記本散熱引電源，需要減少電路中的輸出電容或次級(jí)穩(wěn)壓，而這種工作是由3個(gè)元件完成的，這對(duì)于開發(fā)人員來(lái)說(shuō)實(shí)際上更實(shí)惠。

據(jù)悉，3還集成了既定的保護(hù)功能，包括無(wú)損輸入缺相和欠壓保護(hù)、輸出缺相保護(hù)、過(guò)功率保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、輸出檢波管漏電保護(hù)等。 從右圖可以看出，由于次級(jí)采用同步檢測(cè)漏電保護(hù)筆記本散熱引電源，因此可以省略中間的TVS鉗位電路，為最終產(chǎn)品和方案帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)性。

我們來(lái)看看3的InSOP-24封裝，這是一種薄型封裝解決方案，可以提供高效的散熱，這給PCB板的布局帶來(lái)了很大的便利。 同時(shí)，這種封裝方式具有更寬的11.5mm爬電距離和中間側(cè)與次級(jí)側(cè)之間的電氣間隙，可以輕松滿足中國(guó)5000米海拔的CQC要求，具有更高的可靠性、更強(qiáng)的浪涌和ESD能力。

3個(gè)特點(diǎn)決定了其廣泛的應(yīng)用范圍。 與 一樣，針對(duì)不同的目標(biāo)應(yīng)用程序提供了三個(gè)版本。 詳細(xì)信息請(qǐng)參見右圖。

最后我們就有了3和的完整對(duì)比圖。 由此我們感受到，在競(jìng)爭(zhēng)激烈的電源管理市場(chǎng)，“沒有哪個(gè)單一元件能夠隨隨便便獲得成功”，正是對(duì)每個(gè)細(xì)節(jié)的“全神貫注”才成就了3的“終極反激式解決方案”的江湖地位。

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