中國報告大廳網訊,氮化鎵功率器件把開關頻率推到130kHz,導通電阻壓到260mΩ,同步整流晶片將死區時間縮至350ns,一台70W/70V輸出的開關電源在115Vac輸入下效率實測90.36%,紋波低於75mW,為2025年高效、小型化電源設計提供了可複製的硬體模板。
《2025-2030年中國開關電源行業重點企業發展分析及投資前景可行性評估報告》指出,准諧振反激模式在變壓器能量釋放完畢瞬間讓初級電感與MOS結電容諧振,VDS跌至谷底再導通,開關損耗與EMI同步下降;同步整流MOS替代肖特基二極體,導通壓降從0.3V降到0.05V,整機效率在70W負載下直接提升4-5個百分點,開關電源由此邁入90%+俱樂部。
選用650V耐壓、260mΩ導通電阻的氮化鎵功率器件,750V瞬態裕量輕鬆應對264Vac輸入浪涌;0.27mm²晶片面積實現更高功率密度,結溫125℃仍可連續工作,為開關電源在密閉空間內長期可靠運行提供硬體保障。
重載130kHz定頻PWM,輕載自動進入跳頻PFM,待機功耗小於75mW,滿足六級能效;QR檢測電路實時追蹤去磁點,確保每次開通都落在VDS谷底,開關電源在全電壓範圍內頻率調節窗口僅±8kHz,噪聲與損耗同步收斂。
滿載最低頻率130kHz,最大占空比0.53,初級臨界峰值電流0.8856A,計算得勵磁電感558μH;PQ35/35鐵氧體磁芯,原邊20.4匝、副邊10.2匝,0.27mm線徑兼顧集膚效應,開關電源在BCM模式下實現磁芯零飽和、銅損與鐵損最佳平衡。
開關電源行業現狀分析指出,副邊同步整流晶片通過D腳自供電,VCC升至開啟閾值後內部MOS完全導通,溝道電流取代體二極體,導通損耗再降60%;外接電阻設定死區時間350ns,柵極串5-20Ω電阻消除高頻振盪,開關電源在264Vac輸入下仍維持88.93%效率。
表1數據顯示,115Vac/50Hz輸入、70V/1A輸出時效率高達90.36%,264Vac輸入下效率仍保持88.93%,紋波電壓低於75mW;輸入電壓從120V升至220V,開關頻率自動下降,導通占比優化,全程效率高於85%,滿足能效與EMI雙重要求。
從拓撲、器件到控制,這台基於GaN的QR反激同步整流開關電源把效率推到90.36%,死區時間壓到350ns,頻率鎖定130kHz,變壓器參數全部公開,為2025年追求高功率密度、低損耗的電源設計提供了即拿即用的「參考級」答案。