24V开关电源高效率

24V 开关电源要做到高效率,核心是:选对拓扑与器件、降低损耗、优化热设计与控制策略。

1) 拓扑选型(决定上限)

中小功率(约 15–300W):优先 QR/PSR(准谐振 / 初级侧反馈) 或 LLC

24V 输出、且需要高性价比:QR/PSR 常见可做到 88–93%

对效率 / EMI 更苛刻、功率更高:LLC 更有优势(92–96%+)

中大功率(300W–2kW+):优先 LLC + 同步整流

需要 PFC(通常 > 75W 或有法规要求):前级 PFC(BOOST)+ 后级 LLC/QR 是主流高效率组合

2) 同步整流(24V 输出提升很明显)

24V 开关电源属于低压大电流输出,整流损耗很关键:

用同步整流 MOSFET 替代肖特基二极管,可把这部分损耗降很多

关键点:同步整流驱动时序(体二极管导通时间、死区、导通 / 关断延迟)决定实际收益与可靠性

3) 高频化 + 低损耗器件

主功率 MOSFET:选 低 Rds (on)、低 Qg、低 Crss 的型号;注意温升会让 Rds (on) 变大,效率掉得很快

变压器 / 电感:用 低损耗磁芯材料(如铁硅、铁硅铝、PC40/PC44 等)并优化窗口与气隙

输出电容:低压大电流时优先 低 ESR/ESL 的聚合物电容或多颗并联,减少纹波与损耗

二极管(若仍有):选 低 VF 肖特基 / 碳化硅(SiC)二极管

4) 控制策略与软开关

QR/LLC 的优势在于实现 ZVS/ZCS(零电压 / 零电流开关),显著降低开关损耗

控制环路要做:

合适的电压 / 电流模式

轻载效率优化(跳周期、Burst、变频)

动态响应与稳定性兼顾(避免为了效率把带宽做得过低导致过冲 / 振荡)

5) 热设计(效率高≠温升低)

高效率不等于低发热:功率越大,即使效率高,损耗绝对值仍可能很大。

24V开关电源优化:器件贴近散热路径、铜皮加大、导热垫 / 灌胶、风道

高温环境下,效率目标要 “按实际工作温度” 评估,否则会达不到标称

6) 典型效率水平(给你对标)

24V 100W:90–94%(QR/PSR 或 LLC)

24V 300W:92–95%(LLC + 同步整流更稳)

24V 600W–1.5kW:94–96%+(LLC + 同步整流 + PFC)