Технические подходы к снижению энергопотребления в импульсных источниках питания высокой-мощности
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 на пусковое сопротивление.
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.
Методы повышения эффективности импульсного источника питания в режиме ожидания
Согласно анализу потерь, отключение пускового резистора, уменьшение частоты переключения и уменьшение количества переключателей могут уменьшить потери в режиме ожидания и повысить эффективность режима ожидания. К конкретным методам относятся: снижение тактовой частоты; Переключение из высокочастотного рабочего режима-в низкочастотный-режим работы, например переключение из квазирезонансного (QR) режима на широтно-импульсную модуляцию
При обратноходовом питании микросхема управления после запуска питается от вспомогательной обмотки, а падение напряжения на пусковом резисторе составляет около 300В. Установите пусковое сопротивление на 47 кОм и потребляйте мощность около 2 Вт. Для повышения эффективности режима ожидания канал сопротивления необходимо отключить после запуска. TOPSWITCH, ICE2DS02G имеет внутри специальную схему запуска, которая может отключать резистор после запуска. Если контроллер не имеет выделенной цепи запуска, последовательно с пусковым резистором можно подключить конденсатор, и потери после запуска могут постепенно снизиться до нуля. Недостаток заключается в том, что источник питания не может перезапуститься автоматически, а перезапуск схемы возможен только после отключения входного напряжения и разряда конденсатора.
