实现高效率和低待机功耗的双管反激式转换器

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。 【反激式转换器】是开关电源中常见的一种拓扑结构，它通过在一次侧（主侧）的开关元件控制能量传递，使能量通过变压器在一次侧和二次侧之间进行隔离和转换。反激式转换器的优势在于其简单的设计、低成本以及良好的隔离性能。然而，传统的单管反激式转换器在面临高效率和低待机功耗的需求时，往往表现不佳。 【高效率】的实现通常依赖于谐振拓扑或LLC谐振转换器，它们能在宽负载范围内实现零电压或零电流切换，降低开关损耗。但这种拓扑在轻负载下，前级PFC（功率因数校正）仍需运行，导致谐振回路中的内循环损耗，增加了待机功耗。 【低待机功耗】是符合能源效率标准（如2013 ErP Lot 6）的关键指标，要求在极低负载或无负载时，电源的功耗应低于特定阈值。传统的单管反激式转换器在低负载时，由于RCD缓冲器的存在，待机功耗较高，难以满足严格的节能要求。 为了解决这些问题，【双管反激式转换器】应运而生。双管反激通过采用两个开关管，能够在不同阶段分别处理能量转移，从而有效降低损耗。其特点包括： 1. **低待机功耗**：通过优化设计，双管反激转换器可以实现低至0.5W@230Vac的待机功耗，满足ErP Lot 6标准。 2. **高效率**：利用漏电感能量的回收和谷底开关策略，减少开关损耗和缓冲器损耗，提高了整体系统效率。 3. **易于设计**：双管反激转换器的设计与传统反激类似，简化了变压器设计，降低了生产难度，同时避免了泄漏电感的问题。 4. **低EMI**：通过控制开关节点的电压过冲，双管反激可以降低电磁干扰，有利于通过EMC测试。 5. **高可靠性**：较低的MOSFET漏源电压和零电压开关减少了器件应力，提升了系统可靠性。 6. **成本优化**：采用大匝数比，可以使用较低电压的SR MOSFET，降低成本并提升效率。 7. **低压线路效率**：两级PFC输出可以改善低压线路效率，特别是在轻负载下。 8. **轻负载效率**：通过深度扩展谷底开关，允许在轻负载下工作于更低的频率，进一步提高效率。 对比单管反激，双管反激转换器无需RCD缓冲器，可使用较低电压的MOSFET，降低损耗，同时能适应更高的输出电压，从而提供更高效的能量转换。 总结来说，双管反激式转换器是应对高效率和低待机功耗挑战的有效方案，它通过独特的设计理念和工作模式，解决了传统单管反激式转换器在效率和待机功耗上的不足，为开关电源设计提供了新的思路。在75W至200W的应用场景中，双管反激方案具有显著优势，是现代电源设计中的理想选择。