中心議題：

• 設計開關電源的挑戰
• 雙管反激解決方案
• 雙管反激主要特點
• 雙管反激的好處
• 雙管QR反激與單開關反激比較

高效率和低待機功耗是現今開關電源設計的兩大難題，由於諧振拓撲或LLC拓撲能夠滿足高效率的要求
，因而日益流行。然而在這種拓樸中，前PFC級必須在輕負載期間保持運作
，造成諧振回路中存在內循環損耗，待機功耗成為一個頭疼問題。對於沒有附加輔助電源的應用，LLC諧振拓撲難以滿足2013 ErP等新法規，在0.25W負載下輸入功率低於0.5W的要求。雙管反激式拓樸是能夠應對效率和待機功耗兩大挑戰的解決方案，適用於75W~ 200W範圍的電源。它提供了與LLC諧振解決方案相當的效率

，還有大幅改良的待機功率性能。雙管反激式拓樸能夠成為頗具吸引力的解決方案
，可替代複雜的LLC諧振轉換器，用於筆記本電腦適配器、LED-TV電源
、LED照明驅動器、一體型電腦電源和大功率充電器應用。

設計開關電源的挑戰

現代設計開關電源的挑戰大致分為五個部分。

•低待機功耗

•高效率

•高功率密度

•高可靠性

•低成本

用於75W~200W應用的理想解決方案，現有的單反激式轉換器解決方案為目前最普遍的解決方案之一，有低待機功耗
、低(di)成(cheng)本(ben)和(he)易(yi)於(yu)設(she)計(ji)等(deng)優(you)點(dian)而(er)被(bei)大(da)量(liang)使(shi)用(yong)，但(dan)對(dui)於(yu)未(wei)來(lai)更(geng)高(gao)它(ta)不(bu)能(neng)解(jie)決(jue)所(suo)有(you)設(she)計(ji)挑(tiao)戰(zhan)。現(xian)有(you)的(de)單(dan)反(fan)激(ji)式(shi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)麵(mian)臨(lin)著(zhe)很(hen)多(duo)困(kun)難(nan)，難(nan)以(yi)達(da)到(dao)> 90%的低效率問題、低功率密度、過高的MOSFET漏源電壓和緩衝器損耗和發熱問題都不利於高可性的要求
，而且限製功率範圍必須為150W以內。

為了提高效率和功率密度，可零電壓切換的LLC轉換器解決方案被逐漸使用，但這也不能解決所有設計挑戰，例如，無輔助電源便不能滿足2013 ErP Lot 6要求 (<0.5W@0.25W)，還有在設計和生產過程中
，對於變壓器容差和柵極驅動時限敏感的問題。

雙管反激解決方案 (75~200W)

雙管反激解決方案分為三個部分
，分別是FAN6920: BCM PFC + QR 組合；FAN7382: H/L 驅動器；FAN6204: SR控製器，如圖1所示。
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雙管反激主要特點

雙管QR反激轉換器主要特點分為四個方麵，它在低待機功耗、高效率、易於設計和低EMI方麵有顯著的優勢。

在低待機功耗方麵，雙管QR反激轉換器能完全滿足2013 ErP Lot 6要求。在PIN<0.5W @230Vac; PO=0.25W
；PIN<0.25W@ 230Vac（無負載時）。

在高效率方麵
，雙管QR反激轉換器的特點表現在漏電感能量可以回收至輸入，且無需有損耗的緩衝器；500V MOSFET可以用在初級端；初級端采用穀底開關以降低開關損耗
；減小次級端整流器的電壓應力；可使用可變PFC輸出電壓技術以提高整個係統的低壓線路效率。

雙管QR反(fan)激(ji)轉(zhuan)換(huan)器(qi)具(ju)有(you)易(yi)於(yu)設(she)計(ji)的(de)特(te)點(dian)，它(ta)與(yu)熟(shu)知(zhi)的(de)傳(chuan)統(tong)反(fan)激(ji)式(shi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)設(she)計(ji)相(xiang)同(tong)
，並(bing)且(qie)可(ke)以(yi)簡(jian)便(bian)地(di)實(shi)現(xian)變(bian)壓(ya)器(qi)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)。它(ta)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)超(chao)低(di)側(ce)高(gao)變(bian)壓(ya)器(qi)，無(wu)需(xu)考(kao)慮(lv)泄(xie)漏(lou)電(dian)感(gan)。

在EMI方麵，雙管QR反激轉換器具有低EMI，漏極過衝電壓被箝製在輸入電壓上

；穀底開關等特點。

雙管反激基本工作原理

雙管反激與單管反激的基本原理相似，隻是多了一個階段2。階段1

、3、4與零諧振單管反激的工作原理相同。階段1: Q1和Q2同時導通，變壓器的電感電流將會線性增加並將能量儲存於變壓器中；當2個MOS管關閉時候就進入階段2；階段2：因為漏感所形成的高漏源電壓會導致2個回收二極體導通
，Q1和Q2截止，D1，D2導通
；當漏感能量回收完畢，進入階段3；階段 3和4: Q1和Q2 截止，D1和D2截止。

雙管反激的好處

雙管反激的好處之一就是減少能量損耗。無緩衝器損耗和發熱問題，漏電感能量可回收在大容量電容器中。

雙管反激拓撲的好處之二是高可靠性和低開關損耗。由於低MOSFET漏源電壓得到良好的可靠性，允許大匝數比(n)設計實現近似於ZVS開關的低開關損耗。

雙管反激拓撲的好處之三是減小次級端傳導損耗。SR MOSFET的VDS為:VIN/n+VOUT，大匝數比n對於SR MOSFET的好處是大n意味著較低的VDS

，即較低MOSFET Ron，這樣就得到了較低價格，降低了成本得到了較高的效率。舉例說明，當VIN = 420V，Vo=12V

，n= 12，那麼，VDS=420V/12 +12V=47V，則可以選擇60V或75V SR MOSFET。

雙管反激拓撲的好處之四是可以提高低壓線路效率。兩級PFC輸出以提高低壓線路效率。

雙管反激拓撲的好處之五是提高輕負載效率。深度擴展穀底開關(最多第12個穀底周期)允許輕負載下的低工作頻率。

雙管反激拓撲的好處之六是實現低待機功耗。雙管反激拓撲無緩衝器損耗和發熱問題
，漏電感能量可回收在大容量電容器中。

雙管QR反激與單開關反激比較

單開關對比雙管QR反激轉換器如圖3所示，左邊為單開關QR反激，右邊為雙開關QR反激。
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單開關QR反激具體特性有：

•需要RCD緩衝器以

耗散漏電感能量

•需要高壓MOSFET

(700~800V)

•需要較高壓SR MOSFET (>100V for

12V Vo)

•較低的匝數比

雙開關QR反激具體特性有：

•漏電感能量可回收到輸入

•若反射輸出電壓(VO×Np/Ns)大於

輸入電壓，能量不會傳送到輸出(不

允許ZVS)

•可使用500V MOSFET

•可使用<75V SR MOSFET(for 12V

Vo)

•較高的匝數比

雙管QR反激對比LLC諧振轉換器

雙管QR反激與LLC諧振轉換器如圖4所示，左邊為雙管QR反激，右邊為LLC諧振轉換器等特點。

雙管QR反激具體特性有：

•初級端電流隨負載減少而減少

•近似於ZVS運作(穀底開關)

•變壓器設計簡單，與傳統反激式轉換器一樣

•無直通問題

LLC諧振轉換器具體特性有：

•即使在輕負載條件下初級端也有大環

流電流（高待機功耗)

•完全的ZVS運作

•複雜的變壓器設計

•固有的直通(shoot through)問題

雙管反激與LLC諧振轉換器在19V/90W輸出的演示版上的效率比較，可以看出LLC在(zai)高(gao)壓(ya)輸(shu)入(ru)即(ji)重(zhong)載(zai)時(shi)的(de)表(biao)現(xian)非(fei)常(chang)好(hao)

，但(dan)是(shi)在(zai)低(di)壓(ya)輸(shu)入(ru)即(ji)輕(qing)載(zai)時(shi)的(de)表(biao)現(xian)相(xiang)對(dui)較(jiao)弱(ruo)。總(zong)的(de)來(lai)說(shuo)
，雙(shuang)管(guan)反(fan)激(ji)的(de)平(ping)均(jun)效(xiao)率(lv)較(jiao)好(hao)
，因(yin)為(wei)它(ta)的(de)輕(qing)載(zai)效(xiao)率(lv)比(bi)LLC諧振轉換器大幅提升在低電壓輸入時也有部輸於LLC諧振轉換器的效率表現。[page]

19V/90W輸出的適配器
，這個適配器高16.5mm，長95mm，寬60mm，在這麼一個薄小的設計卻能達到較好的效率，如表2所示。130W/19V一體機PC電源效率如表3所示。130W/19V一體機PC電源效率如表3所示。200W/19V 一體機PC電源效率如表4所示。

目標應用

雙管反激適用於75W ~200W功率範圍。

•一體型(AIO)PC電源

• LED TV

•筆記本電腦適配器

•遊戲機

• LED照明

•要求高效率和低待機功耗的單輸出應用

總而言之，雙管反激可說是吸取了單管反激低待機功耗的優點和LLC諧振轉換器高效能的優點，達到了高效率低待機和低功耗。