六級能效（DOE VI）解讀

要按規則辦事，首先就要了解規則，我們需要對標準有足夠的認識。DOE，全稱Department Of Energy
，是美國能源部頒布的節能標準，主要對象為適配器、充電器等外置式電源。我們可以到其官網來了解其規則和下載最新的能效要求文件。

danluheduolushuchudeyaoqiubutong

，congjisuangongshikeyikanchu，duolushuchudeyaoqiuxiangduidixie
，meiyouyaoqiunamexi。duiyudanlushuchude，duibutonggonglvdengji，yaoqiugengjiaxihuale。kongzaigonghaozuiyandeshiyaoqiuxiaogonglvdexiaoyu100mW。對小於0.21W、0.5W的要求
，功率較大，實現也較容易。本文重點放在1W~49W這個區間
，因為這個區間最有代表性。

從曲線圖可以看出，隨著功率的增大，新舊版的差異越來小，相差在1%，yaomanzuxinbanyaoqiubijiaojiandan。dansuizheshuchugonglvdejianxiao，xiaolvchazhiyuelaiyueda。erxiaogonglvyibanduichengbenhenmingan，buyunxuzengjiataiduo
，zheyangyaomanzuliujinengxiaojiubiandebijiaojishou。

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正確測試效率和空載功耗的方法。要注意以下三點：

1)測空載功耗的時候
，電源的輸出端不要接負載(電子負載會帶來額外的損耗)
；
2)測平均效率的時候
，功率分析儀的量程要注意調節，要設置在最接近實測值的那個量程
；
3)測試效率和空載功耗時的電壓表和電流表接法是不一樣的，見下圖。


以上接法可以滿足大部分情況，但也不絕對。對於一些小功率的電源，如幾W至十幾W的，輸入電流很小，電壓表的分流作用始終占很大的比例
，這樣情況下即使測效率也要采用圖B的接法，這一點容易被忽略。針對AC-DC的測試

，用萬用表是不行的
，因為存在PF的問題，需要用到功率分析儀。如果是DC-DC的話，用萬用表沒有問題。

提升平均效率的方法與降低空載損耗的幾個常用方法

提升平均效率的方法：先看看效率曲線，合理的設計應該是個開口向下的拋物線。

平均效率是測試25%、50%、75%、100%這4個點的效率，求和後取平均。根據效率曲線，如果你設計的電源效率全都分布在A點的左邊或者右邊，那麼平均效率一般都不是最高。比較優的是分布在A點兩邊
，當50%或者75%的時候達到最高點A。由於控製策略以及特殊的設計
，效率曲線可以有兩個頂點。

第一個方法：優化變壓器，盡量提高變壓器的感量。這個一般不會增加成本，對平均效率的貢獻大約有0.3%~0.6%
，具(ju)體(ti)能(neng)多(duo)少(shao)基(ji)於(yu)原(yuan)來(lai)的(de)設(she)計(ji)。但(dan)要(yao)注(zhu)意(yi)低(di)壓(ya)滿(man)載(zai)以(yi)及(ji)跑(pao)峰(feng)值(zhi)功(gong)率(lv)的(de)時(shi)候(hou)變(bian)壓(ya)器(qi)不(bu)要(yao)有(you)飽(bao)和(he)問(wen)題(ti)。但(dan)很(hen)多(duo)人(ren)都(dou)是(shi)碰(peng)到(dao)提(ti)升(sheng)感(gan)量(liang)後(hou)存(cun)在(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)飽(bao)和(he)問(wen)題(ti)就(jiu)下(xia)結(jie)論(lun)增(zeng)加(jia)感(gan)量(liang)行(xing)不(bu)通(tong)。變(bian)壓(ya)器(qi)飽(bao)和(he)問(wen)題(ti)不(bu)是(shi)一(yi)定(ding)要(yao)通(tong)過(guo)降(jiang)感(gan)量(liang)來(lai)解(jie)決(jue)的(de)，可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)提(ti)升(sheng)頻(pin)率(lv)的(de)方(fang)式(shi)來(lai)避(bi)免(mian)飽(bao)和(he)。高(gao)壓(ya)的(de)時(shi)候(hou)跑(pao)低(di)頻(pin)，低(di)壓(ya)的(de)時(shi)候(hou)升(sheng)頻(pin)，這(zhe)樣(yang)即(ji)使(shi)感(gan)量(liang)較(jiao)大(da)，在(zai)低(di)壓(ya)也(ye)可(ke)以(yi)抑(yi)製(zhi)飽(bao)和(he)。這(zhe)樣(yang)也(ye)可(ke)能(neng)會(hui)造(zao)成(cheng)低(di)壓(ya)升(sheng)頻(pin)的(de)方(fang)式(shi)需(xu)要(yao)依(yi)賴(lai)於(yu)IC，可選的不多不夠靈活。那麼有沒有辦法不依賴IC，從cong變bian壓ya器qi下xia手shou呢ne

？有you沒mei有you一yi種zhong方fang法fa使shi變bian壓ya器qi的de感gan量liang在zai滿man載zai的de時shi候hou低di，在zai輕qing載zai的de時shi候hou高gao呢ne？輕qing載zai不bu用yong擔dan心xin飽bao和he問wen題ti，這zhe對dui提ti升sheng輕qing載zai效xiao率lv非fei常chang有you益yi。其qi實shi就jiu是shi非fei線xian性xing電dian感gan了le，如ru何he去qu實shi現xian非fei線xian性xing呢ne

？這zhe就jiu看kan各ge家jia的de功gong力li了le。對dui於yu大da部bu分fen來lai說shuo，估gu計ji隻zhi能neng做zuo到dao僅jin僅jin提ti升sheng感gan量liang
，升sheng頻pin和he非fei線xian性xing電dian感gan無wu法fa導dao入ru。

第二個方法：還是變壓器
，用大一號的磁芯。比如空間允許

，能用RM7的就不要用RM6。
用大一號的磁芯對平均效率的貢獻約1%~2%
，這個提升作用是非常大的。而大一號的磁芯對成本的影響很小或者還有可能下降（這個跟每家的用量和製程能力有關）。即使用大一號的磁芯會導致成本上升，那也可以通過用便宜的MOS和二極管來平衡回來。這樣下來可以保持總成本不變，而換來零點幾pa的提升。做過小功率的都清楚
，即使用很好的MOS和二極管，對平均效率的提升作用也有限，能有個0.5%左右就很不錯了，但成本需要增加較多。

第三個方法：控製IC的選擇，選擇輕載降頻的IC。這個對輕載的效率有好處。像3842之類的無法滿足，在這種應用中該淘汰了。設計的時候有個小技巧
，可以設計滿載剛好跑65K
，載輕了馬上降頻。避免滿載
、3/4載等多個載都跑65K。

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下麵把提升效率的幾個常用方法列出：

提升變壓器感量
；變壓器用大一號的磁芯
；選擇輕載降頻的IC；增大bus電容，主要是提升低壓輸出時候的平均效率。這個看bus電壓的波動情況，到一定值對效率影響就很有限；減小Cds電容（針對有EMI預設計的情況）；優化MOS的RCD吸收，一般是減小C增大R；優化副邊二極管的吸收

，一般是減小C；OCP能在原邊做的就不要在副邊做，減少采樣電阻的損耗
；采用Qg小Coss小的MOS，這個不一定會貴

，需要多找不同家的對比；對於低壓大電流的情況
，需要使用低VF的二極管，同時變壓器的副邊可以考慮采用多股線。這個會增加成本；采用性能更好的MOS和二極管。（此法一般不輕易用

，隻是作為對策的完整性列出）相信通過上麵的調整設計，對提升效率到六級能效是沒有問題的。

降低空載損耗的幾個常用方法：

1
、IC的選擇
，選擇低工作電流的，現在一般是0.5mA左右
，同時VCC電壓在滿足供電的前提下盡量低。
2
、高壓啟動
，啟動後切斷啟動線路的最好。這個在早期一般是外加電路實現的，現在都集成在IC內部了
，缺點是增加成本和空間。對於小功率的，啟動時間在2~3S內的，用普通啟動就可以實現，一般不會采用高壓啟動線路或者IC，出於成本和空間的考慮。
3
、現在的IC
，空載都是跑burst
，降低burst的個數和頻率。
4、降低驅動損耗，選擇低Qg的MOS。
5
、降低變壓器的寄生電容。
6、關於RCD，這裏要說明一下

，合理的設計，RCD電路對空載損耗的影響幾乎可以忽略不計。實測有沒有RCD的差異在2mW左右。
7、副邊線路的優化（此部分優化前後可以有20mW~30mW的差異，影響很大。詳見下圖）：

A、選擇高CTR的光耦；
B、在滿足穩定的條件下，盡量提升R1、R2的值；
C

、431的選型
，有高低工作電流之分
，典型的為1mA
，也有0.5mA甚至更低。選擇低工作電流的損耗低
，但成本會上升，而且抗幹擾能力降低，需要折中考慮；
D
、選擇了低工作電流的431後，可以將R3加大，甚至取消。
其實，對於降低空載損耗
，最主要的算以上的第二條和第七條。在副邊線路已優化的情況下
，如果還要進一步降低損耗
，比如30mW、10mW甚至更低的要求，此時主要看IC的解決方案，外圍電路再優化也無濟於事。

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