Импульсные источники питания высокой-мощности: открываем технический арсенал для снижения энергопотребления
С ростом важности энергоэффективности и защиты окружающей среды люди возлагают большие надежды на эффективность импульсных источников питания в режиме ожидания. Клиенты требуют, чтобы производители блоков питания предоставляли продукты питания, соответствующие стандартам экологически чистой энергетики, таким как BLUEANGEL, ENERGY STAR, ENERGY 2000 и т. д. Требования ЕС к импульсным источникам питания следующие: к 2005 году импульсные источники питания с номинальной мощностью 0,3–15 Вт, 15–50 Вт и 50–75 Вт должны иметь энергопотребление в режиме ожидания менее 0,3 Вт. 0,5 Вт и 0,75 Вт соответственно.
В настоящее время, когда большинство импульсных источников питания переключаются с номинальной нагрузки на легкую нагрузку и режим ожидания, энергоэффективность резко падает, и эффективность режима ожидания не может соответствовать требованиям. Это ставит новые задачи перед инженерами-энергетиками.
Анализ энергопотребления импульсного источника питания
Чтобы снизить потери в режиме ожидания и повысить эффективность работы импульсных источников питания в режиме ожидания, необходимо сначала проанализировать состав потерь импульсного источника питания. На примере обратноходового источника питания его эксплуатационные потери в основном проявляются как потери проводимости MOSFET и потери проводимости MOSFET.
В режиме ожидания ток основной цепи низкий, время проводимости MOSFET мало, и схема работает в режиме DCM, поэтому соответствующие потери проводимости, потери вторичного выпрямителя и т. д. малы. В это время потери в основном состоят из паразитных емкостных потерь, потерь перекрытия переключателей и потерь пускового сопротивления.
Потери на перекрытие переключения, потери ШИМ-контроллера и его пускового резистора, потери на выходной выпрямительной лампе, потери в цепи защиты зажима, потери в цепи обратной связи и т. д. Первые три потери прямо пропорциональны частоте, то есть прямо пропорциональны количеству переключений устройства в единицу времени.
