定制化解决方案

低功耗高效率开关电源




一、方案应用范围


    本方案主要应用于以下领域:

    手机充电器、音视频产品辅助电源系统、家电产品辅助供电系统、设备辅助供电系统等领域。


二、技术特点与优势  


       随着国际节能的提倡,电源行业待机功耗标准新要求EPA2.0将执行,为了满足标准和走在市场前面,开发该方案。

该技术通过优化芯片系统内部,和外围搭配:

1)实现超低待机5mW的待机模式;

2)高效率转换,效率提升7%;

3)轻松实现最新最高标准VI能效要求。

目前国内外要求标准在100mW,的待机要求,同类产品,待机极限基本大于90mW,效率基本接近VI标准要求,余量几乎没有。目前市场产品大部分依然为IV标准产品。


三、方案原理介绍

    

    开关电源原理100w以下,都是采用离线反激式开关电路,将电网提供的85V275V交流电转换为电子设备所需要的直流电压。正常工作状态下,反激式开关电源的损耗主要包括导通损耗和开关损耗,以及控制电路的损耗。待机状态下,因为系统的输出电流接近于零,导通损耗可以忽略,开关损耗和控制电路的损耗成为主要的系统待机功耗。降低待机功耗,应着眼于开关损耗和控制电路的损耗的降低。




     图1给出反激式开关电源在待机状态下的主要损耗类型,其中功率管开关损耗、驱动损耗、变压器磁芯损耗、输出整流管反向恢复损耗以及缓冲器损耗都属于开关损耗。各种类型的开关损耗都与开关频率有关,降低开关频率可以减少开关损耗。控制电路的损耗主要表现为启动电阻上的损耗,而启动电阻的损耗直接与整流后的直流母线电压和启动电阻值。在保证宽电压输入的工作条件下可以通过降低启动电流的方法来降低启动电阻损耗。


四、实现功能及性能介绍

 

    系统的各种损耗的叠加,是导致待机功耗,和效率转换低的因数,本项目以系统分析损耗的主要部分,并通过调整,优化改善芯片内部软件驱动,及外围的搭配实现系统超待机5mW以下,和高效转换EPA2.0

见下表性能



五、关键技术介绍


    1、产品内部软件优化,芯片增加输出一ASU  PIN脚功能,能使产品启动回路增加一智能控制开关线路,使产品快速启动,启动后并智能的彻底关闭该启动回来,让产品的启动损耗降到几乎为零。



    2、U2开关的损耗和T1变压器损耗,通过本数字芯片,由软件优化驱动信号, 在空载过程中,降低频率在2K左右,并智能的调节驱动电流,实现完成降低开关损耗和变压器损耗。

实现了将启动功耗降到基本没有,并解决普通方式降低启动损耗会引起启动时满足不了的矛盾。

    图2为智能调节驱动电流的曲线图



    该驱动电流曲线,有效的改变空载时变压器的有效电流值,使空载过程中变压器损耗有效降低,满载过程有效提升效率。


六、方案应用前景


    全球手机、家电、音视频产品普及量以惊人的速度增长,和产品配备的开关电源产品也倍速增长,在全球能源渐趋匮乏的情况下,国际能源组织在各行业中倡导节能减排,在欧盟等发达国家,率先对能效、功耗进行法规要求,并实施对市场销售产品进行严格要求管控。也就意味着原大部分产品不满足EPA2.0标准的产品,将会强制禁止销售上市。

    可以预测手机行业、家电行业约30%新项目将采取该方案,引领行业新的技术升级。


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