Технические способы снижения энергопотребления мощных импульсных источников питания
Поскольку энергоэффективность и защита окружающей среды становятся все более важными, люди возлагают все 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, ENERGYSTAR и ENERGY2000. Требования ЕС к импульсным источникам питания являются точными: к 2005 энергопотребление импульсных источников питания в режиме ожидания с номинальной мощностью 0,3–15 Вт, 15–50 Вт и 50–75 Вт должно быть менее 0,3 Вт. 0,5 Вт и 0,75 Вт соответственно.
В настоящее время, когда большинство импульсных источников питания переходят из номинальной нагрузки в состояние малой нагрузки и режима ожидания, энергоэффективность резко падает, и эффективность режима ожидания не может соответствовать требованиям. Это ставит новые задачи перед инженерами-проектировщиками источников питания.
Анализ энергопотребления импульсного источника питания
Чтобы уменьшить потери импульсного источника питания в режиме ожидания и повысить эффективность режима ожидания, мы должны сначала проанализировать состав потерь импульсного источника питания. Если взять в качестве примера источник питания обратного хода, его эксплуатационные потери в основном включают в себя: Потери проводимости MOSFET. Потери проводимости MOSFET.
В режиме ожидания ток основной цепи мал, время проводимости MOSFET очень мало, и схема работает в режиме DCM, поэтому соответствующие потери проводимости, потери вторичного выпрямления и т. д. невелики. Потери в это время в основном вызваны паразитными емкостными потерями и потерями переключения. Он состоит из потерь перекрытия и потерь пускового резистора.
Потери на перекрытие переключателя, потери ШИМ-контроллера и его пускового резистора, потери выходного выпрямителя, потери в цепи защиты зажима, потери в цепи обратной связи и т. д. Первые три потери пропорциональны частоте, то есть пропорциональны количеству переключений устройства каждый раз. . Единица времени.
Методы повышения эффективности режима ожидания импульсного источника питания
Согласно анализу потерь видно, что отключение пускового резистора, уменьшение частоты переключения и уменьшение количества переключателей могут уменьшить потери в режиме ожидания и повысить эффективность режима ожидания. Конкретные методы включают: уменьшение тактовой частоты; переключение из высокочастотного режима работы в низкочастотный режим работы, например переключение с квазирезонансного режима (QuasiResonant, QR) на широтно-импульсную модуляцию (PulseWidthModulation, PWM), переключение с широтно-импульсной модуляции на импульсно-частотную модуляцию (PulseFrequencyModulation). , ПФМ); Управляемый импульсный режим (BurstMode).
Отрезаем пусковой резистор
При обратноходовом питании микросхема управления после запуска питается от вспомогательной обмотки, а падение напряжения на пусковом резисторе составляет примерно 300В. Если предположить, что сопротивление пускового резистора равно 47 кОм, рассеиваемая мощность будет близка к 2 Вт. Чтобы повысить эффективность режима ожидания, канал резистора должен быть отключен после запуска. TOPSWITCH, ICE2DS02G имеет внутри специальную схему запуска, которая может отключать резистор после запуска. Если контроллер не имеет выделенной цепи запуска, можно также последовательно с пусковым резистором подключить конденсатор, и потери после запуска можно постепенно свести к нулю. Недостатком является то, что источник питания не может перезапуститься самостоятельно. Цепь не может быть перезапущена до тех пор, пока не будет отключено входное напряжение и не разрядится конденсатор.
