65-100W快充QR-LOCK控制技術(shù)揭秘
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反激變換器廣泛應(yīng)用于150W以內(nèi)的開關(guān)電源,隨著寬禁帶半導(dǎo)體的快速發(fā)展,涌現(xiàn)出QR、QR-Lock、ACF、AHB等高頻控制技術(shù)!其中,QR-Lock控制技術(shù)因電源方案性價比高,廣泛應(yīng)用于服務(wù)器電源輔源(xxx2QR2280)和快充(xxx1342)。QR-Lock技術(shù)爆紅是偶然還是必然呢?
本期,芯朋微技術(shù)團隊為各位粉絲揭秘QR與QR-Lock控制技術(shù)差異、QR-lock控制技術(shù)走紅的五大理由,并分享三款基于QR-Lock控制技術(shù)的典型快充方案。
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四種反激控制技術(shù)簡介
01
PWM控制
優(yōu)點:定頻控制,控制簡單;
缺點:開通損耗大,存在整流管反向恢復(fù)問題,增加EMC和同步整流技術(shù)難度,開關(guān)頻率fs一般受限在100kHz以內(nèi)。
02
QR控制技術(shù)
優(yōu)點:開關(guān)管開通損耗小且整流管無反向恢復(fù)問題,fs推進至100kHz以上,廣泛應(yīng)用于高功率密度快充;
缺點:
a. 工作頻率受谷底數(shù)和反饋電壓兩個量影響,頻率變化顯著,環(huán)路穩(wěn)定性差,可能引起聲音;
b. 受最高開關(guān)頻率限制,整體工作頻率不高;
c. Q1開通損耗隨輸入電壓升高而升高。
03
ACF控制
優(yōu)點:開關(guān)管實現(xiàn)軟開關(guān),漏感能量實現(xiàn)回收;
缺點:
a. 為了讓勵磁電感參與零電壓開通(ZVS),一般工作在臨界模式,開關(guān)頻率變化范圍太寬,需要引入降頻控制;
b. Q2驅(qū)動復(fù)雜,增加成本。
04
AHB
優(yōu)點:開關(guān)管實現(xiàn)軟開關(guān),漏感能量實現(xiàn)回收,適合寬輸出(相比LLC);
缺點:
a. 屬于Buck型變換器,不適合寬輸入,需要配合PFC級(輸入功率>75W);
b. 為了讓勵磁電感參與ZVS,一般工作在臨界模式,開關(guān)頻率變化顯著,需引入降頻控制;
c. Q1驅(qū)動復(fù)雜,增加成本。
QR-Lock與QR控制的差異
QR-Lock:在一個負載點,決定開關(guān)周期的變量只有反饋電壓VFB,谷底數(shù)N是常數(shù)。
傳統(tǒng)QR:在一個負載點,決定開關(guān)周期的變量有VFB和谷底數(shù)N兩個變量。
QR-Lock為什么會走紅?
1. 因谷底鎖定,開關(guān)頻率fs受VFB電壓線性調(diào)節(jié),從根源上解決了傳統(tǒng)QR可能存在的噪音問題及對觸摸屏的干擾問題;
2. 因谷底鎖定,寬負載段開關(guān)頻率變高且可工作在限定的最高開關(guān)頻率附近,充分發(fā)揮GaN器件優(yōu)勢,利于開關(guān)電源的小型化;
3. 因谷底鎖定,小信號模型等價為PWM定頻控制,從根源上解決了不同輸出電壓下壓控振蕩器斜率不同的問題,寬輸出電壓下,環(huán)路更容易穩(wěn)定;
4. QR模式屬于零電流開通,開通速度放慢不影響效率,適合GaN器件,通過降低dV/dt改善SR尖峰及EMC特性,無CCM模式反向恢復(fù)時間引起的電壓尖峰問題;
5. 外圍精簡,和傳統(tǒng)反激對比無外圍增加,僅通過控制技術(shù)革新,可顯著改善反激電源多方面性能,超高性價比;
三大網(wǎng)紅快充方案
65W PN8783快充方案
輸入規(guī)格:90Vac~264Vac
輸出規(guī)格:5V3A,9V3A,15V3A,20V3.25A
高效率:滿載效率93.7%(230Vac),滿足CoC V5 Tier2能效規(guī)范
低待機功耗:小于75mW
寬供電范圍:支持PD3.0協(xié)議
控制芯片:PN8783+PN8307P+AP2080
關(guān)于該方案的線路圖紙、變壓器設(shè)計、測試數(shù)據(jù),
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65W PN8213快充方案
輸入規(guī)格:90Vac~264Vac
輸出規(guī)格:5V3A,9V3A,15V3A,20V3.25A
高效率:滿載效率93.2%(230Vac),滿足CoC V5 Tier2能效規(guī)范
低待機功耗:小于75mW
寬供電范圍:支持PD3.0協(xié)議
控制芯片:PN8213+PN8307P+AP2080
關(guān)于該方案的線路圖紙、變壓器設(shè)計、測試數(shù)據(jù),
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100W PN8213多口充方案
輸入規(guī)格:90Vac~264Vac
輸出規(guī)格:5V3A,9V3A,12V3A,15V3A,20V5A
高效率:滿載效率94.0%(230Vac),滿足CoC V5 Tier2能效規(guī)范
低待機功耗:小于75mW
寬供電范圍:支持PD3.0協(xié)議
控制芯片:
PN8280+PN8213+PN8601+AP2968
關(guān)于該方案的線路圖紙、變壓器設(shè)計、測試數(shù)據(jù),
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