效率

<strong><font color="#004a85">作者：Robert Huntley 贸泽电子</font> </strong>

在上一篇文章“<a href="http://mouser.eetrend.com/content/2019/100045921.html">功率密度与效率：如何权衡（一）</a>”中，我们分析了追求能源转换效率在节能、采集/处理成本和机柜/工厂车间利用率中所占百分比的实际成本。本文中，我们将介绍功率密度指标的重要性以及数据中心电源转换器由负载引起的发热问题。

能量转换效率是一个重要的指标，各制造商摩拳擦掌希望在95%的基础上再有所提升。为了实现这一提升，开始逐渐采用越来越复杂的转换拓扑，如移相全桥（PSFB）和LLC变换器。而且二极管将逐渐被功耗更低的MOSFET所取代，宽带隙（WBG）器件更是以其惊人的开关速度被誉为未来的半导体业明珠。

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然而，最终用户要放眼全局，更关心的是整个系统或流程的效率，即在履行环保义务的同时谋求利润最大化。他们明白，当考虑到整个寿命周期成本时，逐步减少能量转换过程中的小部分损失并不一定会带来总体成本或环境效益的大幅提升。另一方面，将更多能量转换设备集成到更小的封装中，即提高“功率密度”，可以更有效地利用工厂或数据中心的占地面积，并以现有的管理成本创造出更多的价值。

1、在开关电源次级输出端的肖特基上并一个小功率快速二极管来代替RC吸收，效率一般可以提高1~2个点。

2、在体积和面积的允许下，尽量选用PQ RM型的变压器，在安规允许的情况下，变压器不加挡墙效率可以得到提升。

3、输入和输出的电解容量值。

AC输入整流电解容量低时效率会低0.2~1个点，何为低？用示波器看AC输入整流后纹波，小于10W功率，纹波10~30V为佳，大于10W纹波在5~20V为佳。

4、主电流回路PCB尽量短。

5、优化变压器参数设计，减少振铃带来的涡流损耗。

6、合理选用开关器件。

7、输入EMI部分优化设计

8、选择高效率的拓补结构

9、选择好的电解电容

10、启动部分功耗设计

11、芯片辅助供电优化

LLC电路拥有开关损耗小的特点，适用于高频和高功率的设计。但很多人会遇到自己设计出的LLC电路功率偏低的问题，导致LLC电路功率低下的问题多种多样，本文将以一个半桥谐振LLC为例，全面的观察功率低下的原因，并试着给出相应的解决办法。

在这个例子当中，LLC和PFC基本都在运行，但效率仅为88%，经过多次试验得出如下一组参数，能获得87-88%的效率，便无法在继续提高。下面是谐振网络的参数和波形。

PFC铁硅铝磁环AS130，外径33mm，磁导率60，电感量330uH,75圈0.75MM铜线。

PFC二极管：MUR460；

PFCMOSFET:7N60；

PFC输出电压395V，能正常运行；

负载：输出24V,6A146W；

LLC级谐振网络：

谐振电感：Ls175uH；

谐振电容：Cs，15nF；

励磁电感：Lm,850uH；

M=Lm/Ls=5；

Q=0.5；

Fr=100KHZ；

磁芯：EER3542/Np44/5/5变压器匝比8.5，初级3股0.4，次级6股0.4。

开关：7N60