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充电器|效率重大升级！中国充电器能效新标准启动立项( 二 )


GB与GB/T区别
两者是有明显区别的，GB为强制性国家标准，GB/T为推荐性国家标准 。
强制性国家标准是国家通过法律的形式明确要求对于一些标准所规定的技术内容和要求必须执行，不允许以任何理由或方式加以违反，变更 。
强制性国家标准具有法律属性 。强制性国家标准一经颁布，必须贯彻执行 。
推荐性国家标准则不强制厂商和用户使用，而通过经济手段或市场调节促使资源采用的国家标准，不具有强制性 。
【充电器|效率重大升级！中国充电器能效新标准启动立项】充电器如何提升能效
充电器的能效提升，实际上就是更新技术应用在充电器上的进程，如充电器能耗分布、第三代半导体、高效电源架构等新技术应用在充电器上，提高了充电器的转换效率和发热，从而减小充电器的体积与散热需求 。
充电器能耗分布
充电器能耗分布，从输入来看的话，主要可以分成输入端整流桥的损耗、初级开关管的开关损耗，变压器磁损+铜损、整流损耗，提高能效的方式就是降低各个环节的损耗，提高效率 。
第三代半导体
第三代半导体如氮化镓，适合于高频开关，没有反向恢复电荷的同时，还具有极低的导阻，应用在充电器中，有效降低了开关损耗和传导损耗 。氮化镓开关管相比传统硅MOS管没有体二极管，也就没有体二极管储存电荷，在高速开关时无需为体二极管充放电，显著降低了开关损耗，并且支持更高的开关频率 。
开关频率的提升，可降低变压器等器件的电感量，降低铜损，配合为高频优化的磁芯材料，可在缩小变压器体积的同时提升变压器的效率，配合氮化镓器件的应用，提高整体的转换效率 。
碳化硅二极管也属于第三代半导体，相比普通快恢复二极管，具有零反向恢复电流 。使用在PFC升压整流中，更优秀的反向恢复时间能够大幅降低开关损耗，降低温升，并降低EMI 。
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，其中“集成电路”领域，特别提出碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体，也就是行业人士关注的第三代半导体要取得发展 。
高效电源架构
传统开关电源主流为反激拓扑，反激拓扑需要使用电阻电容和二极管组成的RCD吸收回路，来吸收变压器的漏感能量，准谐振反激通过利用开关管的Coss既输出电容储存的能量，与变压器产生谐振，在开关管上储存的能量最小时控制开关管开通，降低Coss所带来的效率损耗 。
高频QR在准谐振反激的基础上，采用谷底开通以降低开关损耗，支持更高的工作频率 。在轻载下跳周期和突发模式运行，可提高转换效率 。近年来有多款合封氮化镓器件量产并已大量应用，利用氮化镓的性能优势，进一步提高电源性能，满足高性价比和宽范围输出，同时具有非常优秀的待机消耗 。
ACF主动钳位反激拓扑是一款新形式的反激拓扑，通过增加一只钳位开关管配合电容，将传统反激RCD吸收电路中耗散的漏感能量储存起来 。在主开关管开通之前，控制钳位开关管导通，将电容中储存的能量释放给变压器，将初级反向励磁，从而实现主开关管的ZVS开关，而提高转换效率 。除此之外还有通过增加辅助绕组等方式实现主开关管的ZVS开关，并支持宽范围输出 。
LLC属于双管半桥谐振，采用谐振电感、励磁电感和谐振电容串联，故名LLC 。具有工作频率高、损耗小、效率高、体积小的优点，可提高充电器功率密度 。其谐振操作可实现全负载范围的软开关，减小开关损耗 。从而成为高频和高功率密度设计的理想选择，适合固定电压输出，EMI特性更好 。
未来电源还有AHB、图腾柱等新技术的应用、普及 。
主动桥式整流
近年来，随着充电器功率的不断提升，体积越来越小，输入端整流桥的发热也愈发明显 。在充电头网的拆解中，发现了部分充电器在内部使用了主动桥式整流代替传统整流桥 。主动桥式整流与同步整流原理相同，使用低导阻的MOS管代替整流二极管，消除整流二极管上的压降损耗 。
同步整流
在充电器中，使用同步整流，控制超低导阻的MOS管代替肖特基二极管整流，能够有效避免输出电流在肖特基二极管压降造成的损耗，降低整流损耗，这也是人们最早使用的一种提高能效的方式 。
哪些企业参加了标准起草
GB20943标准由中国标准化研究院、深圳市航嘉驰源电气股份有限公司、中国长城计算机深圳股份有限公司、威凯检测技术有限公司、国家电子计算机质量监督检验中心、中国赛宝实验室、上海市质量监督检验技术研究院、松下万宝美健生活电器（广州）有限公司、同方股份有限公司、索尼（中国）有限公司、爱普生（中国）有限公司、尼康映像仪器销售（中国）有限公司北京分公司等业界知名企业起草 。


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