[發明專利]一種電源電路的優化效率方法

在審

• 申請號: 202310044252.3
• 申請日: 2023-01-30
• 公開（公告）號: CN116054568A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 徐凱;諸旭日
• 申請（專利權）人: 寧波巒石電子有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/00;H02M1/42;H02M1/14
• 代理公司: 成都華復知識產權代理有限公司 51298
• 代理人: 余鵬

1.一種電源電路的優化效率方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、對升壓跟隨器Boost?Follower進行優化；

S2、控制回路補償；

S3、對功率電路PCB進行優化；

S4、對控制電路PCB進行優化；

S5、對變壓器進行優化；

S6、對BUCK電路中的BUCK電感進行優化；

S7、采用PFC型轉換器進行優化。

2.根據權利要求1所述的一種電源電路的優化效率方法，其特征在于：

在S1中，對升壓跟隨器Boost?Follower的優化包括：減小Boost電路中的電感和減少低電壓輸入時的開關損耗。

3.根據權利要求1所述的一種電源電路的優化效率方法，其特征在于：在S2中，控制回路補償的方式為：PFC采用雙環控制，即采用電壓外環+電流內環的方式進行控制，并且閉環傳遞函數的相位裕度大于45度，閉環傳遞函數的幅值裕度大于6dB。

4.根據權利要求1所述的一種電源電路的優化效率方法，其特征在于：在S3中，對功率電路PCB的優化包括：

A.減小主功率回路的面積，且選擇短粗型的主功率回路導線；

B.選擇線路短的高頻開關走線，避免引線電感帶來的振鈴噪聲；

C.使dv/dt或di/dt的走線遠離采樣回路；

D.功率地和控制地在大電容附近單點連接；

E.保護電路的元件和吸收回路靠近需要被保護的電路，避免引線電感引入的噪聲導致保護失效；

F.走線的線寬與流經的電流大小匹配，避免溫升過高導致電路可靠性降低。

5.根據權利要求1所述的一種電源電路的優化效率方法，其特征在于：在S4中，對控制電路PCB的優化包括：

a.將芯片的退耦電容安裝在靠近芯片的位置；

b.在控制電路的地線連接的位置鋪設銅，用來減少阻抗；

c.控制芯片的采用電路安裝在靠近芯片的位置；

d.電壓采用電路或電流采樣電路，需采用差分走線的方式來避免共模干擾；

e.選擇短而粗的導線作為驅動開關和主開關管的走線，且驅動開關和主開關管之間采用開爾文連接。

6.根據權利要求1所述的一種電源電路的優化效率方法，其特征在于：在S5中，對變壓器的優化包括：

選擇合適尺寸的變壓器磁芯，滿足安裝空間的要求；

變壓器的磁通量為3100GS恒流或3100GS恒壓；

磁芯的損耗滿足：銅損大于等于阻損；

變壓器的短路損耗KP在0.5-1之間，在230VAC時KP的極限值大于0.9且小于1；

變壓器的線圈采用三明治繞線法，可減少漏感。

7.根據權利要求6所述的一種電源電路的優化效率方法，其特征在于：對變壓器的優化還包括：

變壓器采用反激式變壓器，變壓器的次級線圈的圈數少，變壓器的短路損耗KP值保持在0.6-1，可使用大一等級的變壓器用以增大Ae值。

8.根據權利要求1所述的一種電源電路的優化效率方法，其特征在于：在S6中，BUCK電路中的BUCK電感的優化包括：

使BUCK電感工作在CCM工作模式，該模式的電流連續，且峰值電流小，可減少開關損耗、銅損以及電阻損耗；

變壓器繞組之間纏繞絕緣膠帶，減少內部繞組的分布電容；

BUCK電感的參數設計為減少電感的繞組圈數，以及減少交流磁通擺幅，用以減少銅損和鐵芯損耗。

9.根據權利要求1所述的一種電源電路的優化效率方法，其特征在于：在S7中，PFC型轉換器的優化方式為：為在改善輸入電流波形的同時減小輸出電壓波紋，將PFC型轉換器混合并聯，可將不連續電流模式工作的回掃型轉換器置于上部，普通的回掃型DC/DC轉換器置于下部。