众所周知，现在的电子产品最离不开的莫过于电源的设计，无论是大到工控电机设备，还是小到给手机等移动便携式设备充电的充电器产品，电源设计都显得至关重要。说大点，接入交流电的电源设备安全关乎着生命安危；说到小，最直观一点，高效率的电源设备可以为用户节省电费。英飞凌作为全球功率器件的佼佼者，在电源设计领域有着无与伦比的优势，比如说爱板网之前评测过的电源评估板EVALLEDICL8201F1、EVAL_SSO8_1KW_BLDC、REF_15W_CE1K0以及Eval 5kW TO-Leadless100V。今天笔者将为大家再推荐两款英飞凌专为游戏控制设备、机顶盒、DVD播放设备、超极本等推出的简单高效的电源参考设计方案28W/16V输出的EVAL-2QR0665G-28W16V以及20W/5V输出的EVAL-2QR2280G-1电源评估板。
如下图所示，这两个电源评估板的整体硬件方案类似，最主要的区别在于搭载了同系列产品中不同规格型号的准谐振PWM控制器，EVAL-2QR0665G-28W16V评估板搭载的是ICE2QR0665G，而EVAL-2QR2280G-1搭载了ICE2QR2280G-1，这两款产品都是传承于英飞凌准谐振CoolSET™ QR系列，内部都集成了MOS管以及启动单元，可以有效的降低电源设计的难度以及减少PCB layout的空间布局，相比ICE2QR0665G，ICE2QR2280G-1最大的不同是具有更低的Vcc关闭阈值。针对这两种不同电源设计方案，笔者将在文章后面做一个简要的对比，本文主要以EVAL-2QR0665G-28W16V评估板进行评测。
电源评估板EVAL-2QR0665G-28W16V
刚拿到手EVAL-2QR0665G-28W16V评估板还是非常惊讶的，可能由于散热铝片的缘故，整个评估板的“体积”看起来还是挺大的，抵得上成人的巴掌那般大小。
EVAL-2QR0665G-28W16V评估板电源评估板特性：
- 85Vac~265Vac输入
- 输入频率：50Hz，60Hz
- 输出电压电流：16V，1.75A
- 输出功率：28W
- 平均效率：>85%@满载
- 待机功耗：<100mW@空载
从英飞凌官方提供的资料来看，EVAL-2QR0665G-28W16V是一个典型的准谐振反激式开关电源，支持85Vac~265Vac的宽输入电压，基本上适合全球任何地方使用。在电源评估板一次侧通过电容电感组成的滤波网络以及桥式整流芯片将交流电滤波并且转换为直流电，再通过评估板背面的英飞凌准谐振PWM控制器ICE2QR0665G以及变压器实现降压输出；在评估板二次侧采用了肖特基二极管作为整流二极管，另外二次侧电路还包括了LC滤波网络、反馈网络等，如下图所示。
如果看EVAL-2QR0665G-28W16V评估板原理图的话会先显得更加直观。
EVAL-2QR0665G-28W16V评估板原理图
准谐振PWM控制器ICE2QR0665G
在了解了EVAL-2QR0665G-28W16V评估板各个部分电路的组成以及工作原理后，我们发现，其电路设计的关键之处还在于板载的这款准谐振PWM控制器ICE2QR0665G。
ICE2QR0665G是第一代的准谐振PWM CoolSET™ QR系列，其最大的特点使将功率 MOSFET（650V） 和启动元件封装在一起，如下图的系统框图所示。而且ICE2QR0665G还针对 LCD TV、笔记本电脑适配器等离线式电源应用进行了优化，比如：
- 数字频率随负载下降而下降，可在极低负载下实现准谐振操作，系统平均效率得到显著提高
- 主动突发操作模式可实现待机操作模式下的超低功耗（<100mW@空载），还可实现低输出电压纹波
- 多种保护功能可使电源系统在发生故障时得到全面保护，如过压、过载、过热等
可以说，这是一个既可以保证效率、低待机功耗，又能有安全保障的准谐振PWM控制器。
英飞凌准谐振ICE2QR0665G一些主要的特点：
- 带启动元件的高压 (650V) 耐雪崩 CoolMOS®
- 准谐振操作
- 根据负载变化数字频率下降
- 通过主动突发模式实现轻负载运行
- 内置高压启动元件、内置数字软启动
- 通过内置前沿消隐时间限制逐周期峰值电流
- 通过数字化的传感控制电路校正折返点
- 通过自动重启模式实现 VCC 欠压和过压、过载/开环、过热保护
- 通过锁存模式实现可调节的输出过压保护、短绕组保护
- 最长接通时间限制、最大开关周期限制
有关ICE2QR0665G更多的特点可以参考英飞凌官方的datasheet，那里介绍的比较全面，本文就不再一一说明了。
电源评估板EVAL-2QR2280G-1
再来看下另一块电源评估板EVAL-2QR2280G-1，这与EVAL-2QR0665G-28W16V评估板整体硬件电路设计方案相似，主要的区别在于采用了同系列中的两个不同规格型号的开关电源准谐振PWM控制器。
EVAL-2QR2280G-1评估板电源评估板特性：
- 85Vac~265Vac输入
- 输入频率：50Hz~60Hz
- 输出电压电流：5V，4A
- 输出功率：20W
- 平均效率：>80%@满载
- 待机功耗：<50mW@空载
如上图所示，EVAL-2QR2280G-1板卡搭载的准谐振PWM控制器为ICE2QR2280G-1，它是在第一代的准谐振PWM CoolSET™ QR系列中“衍生”过来的，内部同样集成了CoolMOS管，启动单元，在电源方案设计的时候可以有效的简化电路的设计，让PCB Layout有更多的空间，仔细看了下官方提供的Datasheet，它与之前的那款ICE2QR0665G主要的区别有两点：
- 集成了650V的高压启动单元
- 具有更低的Vcc关闭阈值
所以说，总体来说，这两款英飞凌的准谐振PWM控制器在功能上相差不多，但是第二代的准谐振PWM控制器为ICE2QR2280G-1拥有更低的待机功耗。
上电试用
了解完两款电源评估板的硬件资源，我们实际上电来测试看看这两款板卡的电源输出质量以及效率到底如何，由于评估板是85Vac~265Vac的高压输入，在测试中一定要注意安全，当然，必要的测试工具是不可或缺的：
- TDGC2-1KVA单相调压器 *1
- 智能电量测量仪（PF9800）*1
- 电子负载 *1
- 示波器 *1
- 万用表*1
- EVAL-2QR0665G-28W16V评估板*1，EVAL-2QR2280G-1评估板*1，连接导线若干
将测试的东西准备好后，搭建测试平台，输入电源采用了宽电源的交流输入（85VAC~265VAC，由TDGC2-1KVA单相调压器提供），输入电源首先经过智能电量测量仪PF9800，然后再作为电源模块的输入；在电源模块的输出端接上电子负载充当一个“负载”，测试的负载范围分别为电源模块负载最大值的50%，75%以及100%，测试环境如下图所示。
- EVAL-2QR0665G-28W16V评估板测试情况
首先来测试下评估板空载时候的纹波情况以及过载时候的自我保护情况。
空载纹波：68mV@85Vac
空载纹波：72mV@265Vac
空载情况的的纹波控制的非常好，不过当进入满载情况下，出现了比较明显的毛刺，但还是控制在合理的范围内。
我们再将板卡进入过载情况下看看，如下图所示，从示波器上可以看到EVAL-2QR0665G-28W16V评估板不断进入重启保护。
接下来测试电源评估板的效率，这里还有一个小插曲，在第一次测试的时候没有充分考虑到输出端的线损，因此测得的结果与英飞凌实际提供的数据相差比较大，在重新测试后，笔者在电源评估板的输出端Socket上直接通过万用表测得电压值作为输出电压，如下图所示，与电子负载上得到的输出电压还是存在一定的压差，这种情况在电流越大的时候越明显。
下表则为满负载的50%，75%以及100%情况下对应85Vac、120Vac、180Vac、230Vac、265Vac输入时电源评估板的输出功率以及效率情况。
从上表的测试结果看，EVAL-2QR0665G-28W16V评估板的平均效率接近90%，表现十分优异。
- EVAL-2QR2280G-1评估板测试情况
接着再换成EVAL-2QR2280G-1评估板测试。
值得一提的是，EVAL-2QR2280G-1在空载状态下的纹波并不是很明显，而分别在25%，50%，75%，100%负载情况下，纹波从100mV逐渐增大，在最大负载时达到了300mV左右。
过载情况下，EVAL-2QR2280G-1电源评估板同样进入重启保护。
在大电流时，由于线缆的损耗，电子负载显示的电压值存在明显的压降，所以我们仍旧通过万用表测得输出端的电压。
下表则为EVAL-2QR2280G-1评估板在满负载的50%，75%以及100%情况下对应85Vac、120Vac、180Vac、230Vac、265Vac输入时的输出功率以及效率情况。
从实际测试结果看，跟官方提供的平均80%的效率基本吻合。当然，由于笔者手上测试条件的有限，比如输入源不够精准等，测试结果可能存在些许偏差，仅供参考。
小结
体验了英飞凌推出的两款电源评估板28W/16V输出的EVAL-2QR0665G-28W16V以及20W/5V输出的EVAL-2QR2280G-1，板卡均采用准谐振反激式结构，核心部分分别采用了英飞凌准谐振PWM CoolSET™系列中的ICE2QR0665G以及ICE2QR2280G-1控制器，内部都集成了MOS管以及启动单元，可以有效的降低电源设计的难度以及减少PCB Layout的空间布局，非常适工程师用于游戏控制设备、机顶盒、DVD播放设备、超极本等电源应用设计中去。
原创申明：本文为爱板网原创，谢绝转载！
众所周知，现在的电子产品最离不开的莫过于电源的设计，无论是大到工控电机设备，还是小到给手机等移动便携式设备充电的充电器产品，电源设计都显得至关重要。说大点，接入交流电的电源设备安全关乎着生命安危；说到小，最直观一点，高效率的电源设备可以为用户节省电费。英飞凌作为全球功率器件的佼佼者，在电源设计领域有着无与伦比的优势，比如说爱板网之前评测过的电源评估板EVALLEDICL8201F1、EVAL_SSO8_1KW_BLDC、REF_15W_CE1K0以及Eval 5kW TO-Leadless100V。今天笔者将为大家再推荐两款英飞凌专为游戏控制设备、机顶盒、DVD播放设备、超极本等推出的简单高效的电源参考设计方案28W/16V输出的EVAL-2QR0665G-28W16V以及20W/5V输出的EVAL-2QR2280G-1电源评估板。
如下图所示，这两个电源评估板的整体硬件方案类似，最主要的区别在于搭载了同系列产品中不同规格型号的准谐振PWM控制器，EVAL-2QR0665G-28W16V评估板搭载的是ICE2QR0665G，而EVAL-2QR2280G-1搭载了ICE2QR2280G-1，这两款产品都是传承于英飞凌准谐振CoolSET™ QR系列，内部都集成了MOS管以及启动单元，可以有效的降低电源设计的难度以及减少PCB layout的空间布局，相比ICE2QR0665G，ICE2QR2280G-1最大的不同是具有更低的Vcc关闭阈值。针对这两种不同电源设计方案，笔者将在文章后面做一个简要的对比，本文主要以EVAL-2QR0665G-28W16V评估板进行评测。
电源评估板EVAL-2QR0665G-28W16V
刚拿到手EVAL-2QR0665G-28W16V评估板还是非常惊讶的，可能由于散热铝片的缘故，整个评估板的“体积”看起来还是挺大的，抵得上成人的巴掌那般大小。
EVAL-2QR0665G-28W16V评估板电源评估板特性：
- 85Vac~265Vac输入
- 输入频率：50Hz，60Hz
- 输出电压电流：16V，1.75A
- 输出功率：28W
- 平均效率：>85%@满载
- 待机功耗：<100mW@空载
从英飞凌官方提供的资料来看，EVAL-2QR0665G-28W16V是一个典型的准谐振反激式开关电源，支持85Vac~265Vac的宽输入电压，基本上适合全球任何地方使用。在电源评估板一次侧通过电容电感组成的滤波网络以及桥式整流芯片将交流电滤波并且转换为直流电，再通过评估板背面的英飞凌准谐振PWM控制器ICE2QR0665G以及变压器实现降压输出；在评估板二次侧采用了肖特基二极管作为整流二极管，另外二次侧电路还包括了LC滤波网络、反馈网络等，如下图所示。
如果看EVAL-2QR0665G-28W16V评估板原理图的话会先显得更加直观。
EVAL-2QR0665G-28W16V评估板原理图
