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如何降低大功率開關(guān)電源的功耗?时间:2022-07-27 作者:淄博誠鋮創(chuàng)惠電子有限公司【原创】 開關(guān)電源,又稱交換式電源、開關(guān)變換器,是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置,是電源供應(yīng)器的一種。開關(guān)電源變壓器是一種帶開關(guān)管的電力變壓器,在電路中,除了具有普通變壓器的電壓轉(zhuǎn)換功能外,還具有絕緣隔離和功率傳輸?shù)墓δ堋R话阌糜诟哳l開關(guān)電源等場合。開關(guān)電源產(chǎn)品可應(yīng)用于工業(yè)自動化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、LED照明等領(lǐng)域。 隨著能源效率和環(huán)境保護(hù)的日益重要,人們對材料開關(guān)電源待機(jī)效率的期望越來越高,許多消費者要求電力制造商提供的電力產(chǎn)品能夠滿足blueangel,energystar等待綠色能源標(biāo)準(zhǔn)。此外,當(dāng)大多數(shù)大功率開關(guān)電源從額定負(fù)載轉(zhuǎn)移到輕負(fù)載和待機(jī)狀態(tài)時,電源效率急劇下降,待機(jī)效率無法滿足要求。這給電源設(shè)計工程師帶來了新的挑戰(zhàn)。 首先,讓我們一起來分析一下開關(guān)電源的功耗。如果我們想更好地減少開關(guān)電源的待機(jī)損耗,更大程度地提高當(dāng)前的待機(jī)效率,我們需要了解開關(guān)電源損耗的組成。以反向電源為例,其工作損耗主要表現(xiàn)在MOSFET導(dǎo)通損耗MOSFET發(fā)生導(dǎo)通損耗。 一般來說,如果處于待機(jī)狀態(tài),開關(guān)電源的主電路電流較小,當(dāng)然MOSFET導(dǎo)通時間ton非常小。如果你在電路中工作DCM在模式下,其相關(guān)的傳導(dǎo)將遭受損失。同時,由于二次整流管損耗較小,其時間損耗主要由寄生電容損耗、開關(guān)重疊損耗和啟動電阻損耗組成。 還有開關(guān)重疊損耗,通常在使用過程中,PWM控制器也有其啟動電阻損耗,通常是輸出整流管損耗,但也由于位置保護(hù)電路損耗,其搜索反饋電路損耗等情況,這幾種損耗與頻率成正比,即與單位時間內(nèi)設(shè)備開關(guān)次數(shù)成正比。 那么如何提高開關(guān)電源的待機(jī)效率呢? 提高大功率開關(guān)電源待機(jī)效率的方法:一、根據(jù)損耗分析,我們可以切斷啟動電阻,降低開關(guān)頻率,減少開關(guān)頻率,減少待機(jī)損耗,提高待機(jī)效率。具體方法包括:降低時鐘頻率;從高頻工作模式到低頻工作模式,如準(zhǔn)諧振模式(QuasiResonant,QR)切換到脈寬調(diào)制(PulseWidthModulation,PWM),脈寬調(diào)制切換到脈沖頻率調(diào)制(PulseFrequencyModulation,PFM;脈沖模式可控(BurstMode)。二、切斷啟動電阻:對于反控制芯片由輔助繞組供電,啟動電阻壓降為300V左右。啟動電阻值為47kΩ,近2個消耗功率W。要提高待機(jī)效率,啟動后必須切斷電阻通道。TOPSWITCH,ICE2DS02G內(nèi)部有一個特殊的啟動電路,啟動后可以關(guān)閉電阻。如果控制器沒有特殊的啟動電路,啟動電阻也可以串聯(lián)到電容器,啟動后的損失可以逐漸減少直至為零。但這種方法的缺點是大功率開關(guān)電源不能重新啟動,只有斷開輸入電壓,電容器放電后才能重新啟動電路。 開關(guān)電源技術(shù)方興未艾,而且近幾年在大市場需求的帶動下,必將帶來開關(guān)電源技術(shù)的大發(fā)展。近年來,隨著通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,以開關(guān)電源技術(shù)為核心的通信電源在國內(nèi)將有較大的市場需求。開關(guān)電源取代線性電源和相控電源是大勢所趨,因此國內(nèi)同樣具有數(shù)十億產(chǎn)值需求的電源供電系統(tǒng)市場正在起步并很快發(fā)展起來。還有很多其他以開關(guān)電源技術(shù)為核心的特種電源和工業(yè)電源,也將快速發(fā)展。 |