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    如何降低大功率開關電源的功耗?

    时间:2022-07-27     作者:淄博誠鋮創惠電子有限公司【原创】

      開關電源,又稱交換式電源、開關變換器,是一種高頻化電能轉換裝置,是電源供應器的一種。開關電源變壓器是一種帶開關管的電力變壓器,在電路中,除了具有普通變壓器的電壓轉換功能外,還具有絕緣隔離和功率傳輸的功能。一般用于高頻開關電源等場合。開關電源產品可應用于工業自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明等領域。

      隨著能源效率和環境保護的日益重要,人們對材料開關電源待機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品能夠滿足blueangel,energystar等待綠色能源標準。此外,當大多數大功率開關電源從額定負載轉移到輕負載和待機狀態時,電源效率急劇下降,待機效率無法滿足要求。這給電源設計工程師帶來了新的挑戰。

    如何降低大功率開關電源的功耗

      首先,讓我們一起來分析一下開關電源的功耗。如果我們想更好地減少開關電源的待機損耗,更大程度地提高當前的待機效率,我們需要了解開關電源損耗的組成。以反向電源為例,其工作損耗主要表現在MOSFET導通損耗MOSFET發生導通損耗。

      一般來說,如果處于待機狀態,開關電源的主電路電流較小,當然MOSFET導通時間ton非常小。如果你在電路中工作DCM在模式下,其相關的傳導將遭受損失。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、開關重疊損耗和啟動電阻損耗組成。

      還有開關重疊損耗,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,即與單位時間內設備開關次數成正比。

      那么如何提高開關電源的待機效率呢?

      提高大功率開關電源待機效率的方法:一、根據損耗分析,我們可以切斷啟動電阻,降低開關頻率,減少開關頻率,減少待機損耗,提高待機效率。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,如準諧振模式(QuasiResonant,QR)切換到脈寬調制(PulseWidthModulation,PWM),脈寬調制切換到脈沖頻率調制(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。要提高待機效率,啟動后必須切斷電阻通道。TOPSWITCH,ICE2DS02G內部有一個特殊的啟動電路,啟動后可以關閉電阻。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。

      開關電源技術方興未艾,而且近幾年在大市場需求的帶動下,必將帶來開關電源技術的大發展。近年來,隨著通信產業的發展,以開關電源技術為核心的通信電源在國內將有較大的市場需求。開關電源取代線性電源和相控電源是大勢所趨,因此國內同樣具有數十億產值需求的電源供電系統市場正在起步并很快發展起來。還有很多其他以開關電源技術為核心的特種電源和工業電源,也將快速發展。


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