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大功率開關(guān)電源降低功耗的技術(shù)方法

作者: 時(shí)間:2012-08-24 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

隨著能源效率和環(huán)保的日益重要,人們對待機(jī)效率期望越來越高,客戶要求電源制造商提供的電源產(chǎn)品能滿足BLUEANGEL,ENERGYSTAR,ENERGY2000等綠色能源標(biāo)準(zhǔn),而歐盟對的要求是:到2005年,額定功率為0.3W~15W,15W~50W和50W~75W的,待機(jī)需分別小于0.3W,0.5W和0.75W。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/176384.htm

目前大多數(shù)開關(guān)電源由額定負(fù)載轉(zhuǎn)入輕載和待機(jī)狀態(tài)時(shí),電源效率急劇下降,待機(jī)效率不能滿足要求。這就給電源設(shè)計(jì)工程師們提出了新的挑戰(zhàn)。

開關(guān)電源分析

要減小開關(guān)電源待機(jī)損耗,提高待機(jī)效率,首先要分析開關(guān)電源損耗的構(gòu)成。以反激式電源為例,其工作損耗主要表現(xiàn)為:MOSFET導(dǎo)通損耗MOSFET導(dǎo)通損耗

在待機(jī)狀態(tài),主電路電流較小,MOSFET導(dǎo)通時(shí)間ton很小,電路工作在DCM模式,故相關(guān)的導(dǎo)通損耗,次級整流管損耗等較小,此時(shí)損耗主要由寄生電容損耗和開關(guān)交疊損耗和啟動(dòng)電阻損耗構(gòu)成。

開關(guān)交疊損耗,PWM控制器及其啟動(dòng)電阻損耗,輸出整流管損耗,箝位保護(hù)電路損耗,反饋電路損耗等。其中前三個(gè)損耗與頻率成正比關(guān)系,即與單位時(shí)間內(nèi)器件開關(guān)次數(shù)成正比。

提高開關(guān)電源待機(jī)效率的

根據(jù)損耗分析可知,切斷啟動(dòng)電阻,開關(guān)頻率,減小開關(guān)次數(shù)可減小待機(jī)損耗,提高待機(jī)效率。具體的有:時(shí)鐘頻率;由高頻工作模式切換至低頻工作模式,如準(zhǔn)諧振模式(QuasiResonant,QR)切換至脈寬調(diào)制(PulseWidthModulation,PWM),脈寬調(diào)制切換至脈沖頻率調(diào)制(PulseFrequencyModulation,PFM);可控脈沖模式(BurstMode)。

切斷啟動(dòng)電阻

對于反激式電源,啟動(dòng)后控制芯片由輔助繞組供電,啟動(dòng)電阻上壓降為300V左右。設(shè)啟動(dòng)電阻取值為47kΩ,消耗功率將近2W。要改善待機(jī)效率,必須在啟動(dòng)后將該電阻通道切斷。TOPSWITCH,ICE2DS02G內(nèi)部設(shè)有專門的啟動(dòng)電路,可在啟動(dòng)后關(guān)閉該電阻。若控制器沒有專門啟動(dòng)電路,也可在啟動(dòng)電阻串接電容,其啟動(dòng)后的損耗可逐漸下降至零。缺點(diǎn)是電源不能自重啟,只有斷開輸入電壓,使電容放電后才能再次啟動(dòng)電路。

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