Tehničke metode za smanjenje potrošnje električne energije sklopnog napajanja velike snage
Kako energetska učinkovitost i zaštita okoliša postaju sve važniji, ljudi imaju sve veća i veća očekivanja u pogledu učinkovitosti sklopnih izvora napajanja u stanju mirovanja. Kupci zahtijevaju od proizvođača napajanja da osiguraju proizvode za napajanje koji su u skladu sa standardima zelene energije kao što su BLUEANGEL, ENERGYSTAR i ENERGY2000. Zahtjevi EU-a za preklopna napajanja su točni: do 2005., potrošnja energije u stanju mirovanja preklopnih izvora napajanja s nazivnom snagom od 0,3W~15W, 15W~50W i 50W~75W mora biti manja od 0,3W, 0,5 W odnosno 0,75 W.
Trenutačno, kada većina prekidačkih izvora napajanja prijeđe s nazivnog opterećenja na malo opterećenje i stanje pripravnosti, učinkovitost napajanja naglo opada, a učinkovitost u stanju pripravnosti ne može zadovoljiti zahtjeve. Ovo postavlja nove izazove inženjerima za dizajn napajanja.
Analiza potrošnje energije sklopnog napajanja
Da bismo smanjili gubitak sklopnog napajanja u stanju pripravnosti i poboljšali učinkovitost u stanju pripravnosti, prvo moramo analizirati sastav gubitaka prekidačkog napajanja. Uzimajući flyback napajanje kao primjer, njegovi radni gubici uglavnom uključuju: MOSFET gubitak kondukcije MOSFET gubitak kondukcije
U stanju mirovanja struja glavnog strujnog kruga je mala, vrijeme provođenja MOSFET-a vrlo je malo, a krug radi u DCM načinu rada, tako da su povezani gubici provođenja, gubici sekundarnog ispravljanja, itd. mali. Gubici u ovom trenutku uglavnom su uzrokovani parazitnim gubicima kapacitivnosti i gubicima pri preklapanju. Sastoji se od gubitaka preklapanja i gubitaka početnog otpornika.
Gubitak preklapanja prekidača, gubitak PWM kontrolera i njegovog početnog otpornika, gubitak izlaznog ispravljača, gubitak u zaštitnom krugu stezaljke, gubitak u povratnom krugu, itd. Prva tri gubitka su proporcionalna frekvenciji, to jest, proporcionalna broju puta kada se uređaj svaki put prebaci . Jedinica vremena.
Metode poboljšanja učinkovitosti sklopnog napajanja u stanju pripravnosti
Prema analizi gubitaka, može se vidjeti da odsijecanje početnog otpornika, smanjenje frekvencije prebacivanja i smanjenje broja prekidača može smanjiti gubitke u stanju pripravnosti i poboljšati učinkovitost u stanju pripravnosti. Specifične metode uključuju: smanjenje frekvencije takta; prebacivanje s visokofrekventnog načina rada na niskofrekventni način rada, kao što je prebacivanje s kvazirezonantnog načina rada (QuasiResonant, QR) na modulaciju širine pulsa (PulseWidthModulation, PWM), prebacivanje s modulacije širine pulsa na modulaciju frekvencije pulsa (PulseFrequencyModulation). , PFM); Kontrolirani pulsni način rada (BurstMode).
Odrežite početni otpornik
Za povratno napajanje, kontrolni čip se napaja iz pomoćnog namota nakon pokretanja, a pad napona na otporniku za pokretanje je približno 300 V. Uz pretpostavku da je vrijednost otpornika pri pokretanju 47 kΩ, rasipanje snage je blizu 2 W. Kako bi se poboljšala učinkovitost pripravnog stanja, kanal otpornika mora biti odsječen nakon pokretanja. TOPSWITCH, ICE2DS02G ima poseban krug za pokretanje unutra, koji može isključiti otpornik nakon pokretanja. Ako regulator nema namjenski krug za pokretanje, također možete spojiti kondenzator u seriju s otpornikom za pokretanje, a gubitak nakon pokretanja može se postupno smanjiti na nulu. Nedostatak je što se napajanje ne može samo od sebe ponovno pokrenuti. Krug se ne može ponovno pokrenuti dok se ulazni napon ne isključi i kondenzator ne isprazni.
