65-100W快充QR-LOCK控制技術(shù)揭秘

反激變換器廣泛應(yīng)用于150W以?xún)?nèi)的開(kāi)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?xún)r(jià)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(tuán)隊(duì)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。

四種反激控制技術(shù)簡(jiǎn)介

01、PWM控制

優(yōu)點(diǎn)：定頻控制，控制簡(jiǎn)單；

缺點(diǎn)：開(kāi)通損耗大，存在整流管反向恢復(fù)問(wèn)題，增加EMC和同步整流技術(shù)難度，開(kāi)關(guān)頻率fs一般受限在100kHz以?xún)?nèi)。

02、QR控制技術(shù)

優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)關(guān)管開(kāi)通損耗小且整流管無(wú)反向恢復(fù)問(wèn)題，fs推進(jìn)至100kHz以上，廣泛應(yīng)用于高功率密度快充；

缺點(diǎn)：

a.?工作頻率受谷底數(shù)和反饋電壓兩個(gè)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(kāi)關(guān)頻率限制，整體工作頻率不高；

c. Q1開(kāi)通損耗隨輸入電壓升高而升高。

03、ACF控制

優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)，漏感能量實(shí)現(xiàn)回收；

缺點(diǎn)：

a. 為了讓勵(lì)磁電感參與零電壓開(kāi)通(ZVS)，一般工作在臨界模式，開(kāi)關(guān)頻率變化范圍太寬，需要引入降頻控制；

b. Q2驅(qū)動(dòng)復(fù)雜，增加成本。

04、AHB

優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)，漏感能量實(shí)現(xiàn)回收，適合寬輸出(相比LLC)；

缺點(diǎn)：

a. 屬于Buck型變換器，不適合寬輸入，需要配合PFC級(jí)(輸入功率＞75W)；

b. 為了讓勵(lì)磁電感參與ZVS，一般工作在臨界模式，開(kāi)關(guān)頻率變化顯著，需引入降頻控制；

c. Q1驅(qū)動(dòng)復(fù)雜，增加成本。

QR-Lock與QR控制的差異

如上圖所示，開(kāi)關(guān)周期Ts由導(dǎo)通時(shí)間Ton、消磁時(shí)間Tdmg、振蕩時(shí)間Tosc組成，其表達(dá)式如下：

QR-Lock：在一個(gè)負(fù)載點(diǎn)，決定開(kāi)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(gè)負(fù)載點(diǎn)，決定開(kāi)關(guān)周期的變量有VFB和谷底數(shù)N兩個(gè)變量。

QR-Lock為什么會(huì)走紅？

1. 因谷底鎖定，開(kāi)關(guān)頻率fs受VFB電壓線(xiàn)性調(diào)節(jié)，從根源上解決了傳統(tǒng)QR可能存在的噪音問(wèn)題及對(duì)觸摸屏的干擾問(wèn)題；

2. 因谷底鎖定，寬負(fù)載段開(kāi)關(guān)頻率變高且可工作在限定的最高開(kāi)關(guān)頻率附近，充分發(fā)揮GaN器件優(yōu)勢(shì)，利于開(kāi)關(guān)電源的小型化；

3. 因谷底鎖定，小信號(hào)模型等價(jià)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(wèn)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(kāi)通，開(kāi)通速度放慢不影響效率，適合GaN器件，通過(guò)降低dV/dt改善SR尖峰及EMC特性，無(wú)CCM模式反向恢復(fù)時(shí)間引起的電壓尖峰問(wèn)題；

5. 外圍精簡(jiǎn)，和傳統(tǒng)反激對(duì)比無(wú)外圍增加，僅通過(guò)控制技術(shù)革新，可顯著改善反激電源多方面性能，超高性?xún)r(jià)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(mǎn)載效率93.7%（230Vac），滿(mǎn)足CoC V5 Tier2能效規(guī)范

低待機(jī)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(xiàn)路圖紙、變壓器設(shè)計(jì)、測(cè)試數(shù)據(jù)，

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(mǎn)載效率93.2%（230Vac），滿(mǎn)足CoC V5 Tier2能效規(guī)范

低待機(jī)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(xiàn)路圖紙、變壓器設(shè)計(jì)、測(cè)試數(shù)據(jù)，

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(mǎn)載效率94.0%（230Vac），滿(mǎn)足CoC V5 Tier2能效規(guī)范

低待機(jī)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(xiàn)路圖紙、變壓器設(shè)計(jì)、測(cè)試數(shù)據(jù)，