小吸收,大作用 —— PoE 供電效率提升法寶!

小吸收,大作用 —— PoE 供電效率提升法寶!

如今,反激變換器在PoE供電場合被普遍采用。但是,你還在為提高PoE供電效率而發愁嗎?

輕小化是MPS公司電源產品追求的目標,提高開關頻率可以減小電感、電容等元件的體積。但是隨著開關頻率的提高,開關損耗越來越成為效率提升的障礙。

今天,小編帶大家扒一扒開關損耗的罪魁禍首:

開關器件關斷時刻的電壓尖峰和開通時刻的振鈴
01
?電壓尖峰?

開關器件關斷時刻的電壓尖峰主要是由電感續流引起的,其中電感主要來自于變壓器初級漏感和和線路中的分布電感,而電壓尖峰正是由初級漏感的能量泄放,最終將開關器件源漏間的結電壓沖高而引起的。

02
?振鈴?

開關器件開通時刻的振鈴是由電容和等效電感的諧振產生的,電容是開關器件的結電容,電感主要是初級側的勵磁電感,開關器件的結電壓在諧振狀態下會不停地變化,因而在不同的開通時刻損耗也不同,通常在較低電壓下開通損耗也會較低。當然,針對開通損耗也常采用零電壓開關(ZVS)和零電流開關(ZCS)技術。

普通PD+DCDC芯片大多采用反激變換器做隔離電源,常規的RCD吸收電路把漏感能量消耗在電阻R上。消耗的能量越多,開關管的電壓應力就越低,但也影響了整個變換器的效率。因此常規的RCD吸收總存在著開關管電壓應力與整個變換器效率之間的矛盾。

圖注:采用RCD吸收電路的反激變換器波形

MP8009是MPS最新開發的PD+DCDC芯片,內部Pass Device僅為0.48 ohm,整體效率更好,集成度更高,而且支持802.3af/at協議和PSR、SSR、正激、反激等多種拓撲結構,同時可支持有源鉗位吸收電路。

圖注:MP8009有源鉗位PSR反激電路

圖注:MP8009有源鉗位PSR反激電路板

Q:
何為有源鉗位吸收電路呢?
A:
相比于RCD吸收電路,有源鉗位吸收并不需要電阻來消耗能量,而是在開關器件關斷后,開啟有源鉗位電路,此時鉗位電容與初級側漏感形成諧振,在諧振的前半周期吸收并存儲漏感能量,在后半周期會將漏感能量傳遞至輸出端。因此有效地減少了損耗,提高了變換器效率。

另外,它也大大地降低了開關管的電壓應力,最終在電壓應力和傳輸效率之間取得最為理想的平衡。

圖注:MP8009有源鉗位反激變換器波形

圖注:MP8009有源鉗位反激變換器的效率曲線

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