Technické metody pro snížení spotřeby energie u vysokovýkonových spínaných napájecích zdrojů
S rostoucí důležitostí energetické účinnosti a ochrany životního prostředí mají lidé vyšší očekávání ohledně pohotovostní účinnosti spínaných zdrojů napájení. Zákazníci požadují, aby výrobci napájecích zdrojů dodávali napájecí produkty, které splňují standardy zelené energie, jako jsou BLUEANGEL, ENERGYSTAR a ENERGY200{{10}}. EU však vyžaduje, aby spínané zdroje s jmenovitým výkonem 0,3 W-15W, 15W-50W a 50W-75W měly spotřebu energie v pohotovostním režimu nižší než 0,3 W, 0,5 W, a 0,75 W, respektive do roku 2005.
V současné době, kdy většina spínaných zdrojů přechází z jmenovité zátěže na nízkou zátěž a pohotovostní režim, energetická účinnost prudce klesá a účinnost pohotovostního režimu nemůže splňovat požadavky. To představuje nové výzvy pro konstruktéry energetiky.
Analýza spotřeby spínaného zdroje
Chcete-li snížit ztráty spínaných zdrojů v pohotovostním režimu a zlepšit účinnost pohotovostního režimu, je prvním krokem analyzovat složení ztrát spínaných zdrojů. Vezmeme-li jako příklad flyback napájecí zdroj, jeho provozní ztráta se projevuje hlavně jako: ztráta vedení MOSFET ztráta vedení MOSFET
V pohotovostním režimu je proud hlavního obvodu malý, doba vedení MOSFET tuna je velmi malá a obvod pracuje v režimu DCM, takže související ztráty ve vedení a ztráty sekundárního usměrňovače jsou malé. V tomto okamžiku se ztráty skládají hlavně ze ztrát parazitních kondenzátorů, ztrát překrytím spínačů a ztrát spouštěcího odporu.
Ztráta překrytí spínače, PWM regulátor a ztráta jeho spouštěcího odporu, ztráta výstupního usměrňovače, ztráta ochranného obvodu svorky, ztráta obvodu zpětné vazby atd. První tři ztráty jsou úměrné frekvenci, to znamená, že jsou úměrné počtu spínačů zařízení na jednotku čas.
Metody pro zlepšení pohotovostní účinnosti spínaných napájecích zdrojů
Podle analýzy ztrát může odříznutí spouštěcího odporu, snížení spínací frekvence a snížení spínací frekvence snížit ztráty v pohotovostním režimu a zlepšit účinnost pohotovostního režimu. Mezi specifické metody patří: snížení frekvence hodin; Přepnutí z vysokofrekvenčního pracovního režimu do nízkofrekvenčního pracovního režimu, jako je přepnutí z režimu QuasiResonant (QR) do Pulse Width Modulation (PWM) a přepnutí z Pulse Width Modulation na Pulse Frequency Modulation (PFM); Burst režim.
Odřízněte startovací odpor
U zdroje flyback je řídící čip po spuštění napájen pomocným vinutím a úbytek napětí na startovacím rezistoru je cca 300V. Nastavte hodnotu startovacího odporu na 47k Ω a spotřebujte téměř 2W energie. Pro zlepšení účinnosti pohotovostního režimu musí být odporový kanál po spuštění přerušen. TOPSWITCH a ICE2DS02G mají uvnitř vyhrazený startovací obvod, který dokáže po nastartování vypnout rezistor. Pokud regulátor nemá vyhrazený spouštěcí obvod, lze kondenzátory zapojit i do série se spouštěcím odporem a ztráta po rozběhu se může postupně snižovat až na nulu. Nevýhodou je, že se zdroj nedokáže sám restartovat a obvod lze restartovat až po odpojení vstupního napětí a vybití kondenzátoru.
