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大功率開關電源如何降低功耗?
文章來源:handler    時間:2021-09-15 05-02-06

    隨著能源效率和環保的日益重要,人們對開關電源待機效率希冀越來越高,客戶懇求電源制造商提供的電源產品能滿足BLUEANGEL,ENERGYSTAR,ENERGY2000等綠色能源標準,而歐盟對開關電源的懇求是:到2005年,額定功率為0.3W~15W,15W~50W和50W~75W的開關電源,待機功耗需分別小于0.3W,0.5W和0.75W。

    目前大多數開關電源由額定負載轉入輕載和待機狀態時,電源效率急劇降落,待機效率不能滿足懇求。這就給電源設計工程師們提出了新的應戰。

    開關電源功耗分析

    要減小開關電源待機損耗,進步待機效率,首先要分析開關電源損耗的構成。以反激式電源為例,其工作損耗主要表現為:MOSFET導通損耗MOSFET導通損耗。

    在待機狀態,主電路電流較小,MOSFET導通時間ton很小,電路工作在DCM方式,故相關的導通損耗,次級整流管損耗等較小,此時損耗主要由寄生電容損耗和開關交疊損耗和啟動電阻損耗構成。

    開關交疊損耗,PWM控制器及其啟動電阻損耗,輸出整流管損耗,箝位維護電路損耗,反響電路損耗等。其中前三個損耗與頻率成正比關系,即與單位時間內器件開關次數成正比。

    進步開關電源待機效率的方法

    根據損耗分析可知,切斷啟動電阻,降低開關頻率,減小開關次數可減小待機損耗,進步待機效率。細致的方法有:降低時鐘頻率;由高頻工作方式切換至低頻工作方式,如準諧振方式(QuasiResonant,QR)切換至脈寬調制(PulseWidthModulation,PWM),脈寬調制切換至脈沖頻率調制(PulseFrequencyModulation,PFM);可控脈沖方式(BurstMode)。

    切斷啟動電阻

    關于反激式電源,啟動后控制芯片由輔助繞組供電,啟動電阻上壓降為300V左右。設啟動電阻取值為47kΩ,消耗功率將近2W。要改善待機效率,必需在啟動后將該電阻通道切斷。TOPSWITCH,ICE2DS02G內部設有特地的啟動電路,可在啟動后關閉該電阻。若控制器沒有特地啟動電路,也可在啟動電阻串接電容,其啟動后的損耗可逐漸降落至零。缺陷是電源不能自重啟,只需斷開輸入電壓,使電容放電后才干再次啟動電路。

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