Τεχνικές μέθοδοι για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας σε τροφοδοτικά υψηλής-εναλλαγής ισχύος
Προς το παρόν, όταν τα περισσότερα τροφοδοτικά μεταγωγής αλλάζουν από ονομαστικό φορτίο σε ελαφρύ φορτίο και σε κατάσταση αναμονής, η απόδοση ισχύος πέφτει απότομα και η απόδοση αναμονής δεν μπορεί να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις. Αυτό παρουσιάζει νέες προκλήσεις για τους μηχανικούς σχεδιασμού ισχύος.
Ανάλυση Κατανάλωσης Ισχύος Τροφοδοτικού μεταγωγής
Για να μειωθούν οι απώλειες αναμονής και να βελτιωθεί η απόδοση αναμονής των τροφοδοτικών λειτουργίας διακόπτη, είναι απαραίτητο πρώτα να αναλυθεί η σύνθεση του
απώλειες τροφοδοσίας λειτουργίας διακόπτη. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα το τροφοδοτικό flyback, οι απώλειες λειτουργίας του εμφανίζονται κυρίως ως απώλεια αγωγιμότητας MOSFET και απώλεια αγωγιμότητας MOSFET
Σε κατάσταση αναμονής, το ρεύμα του κύριου κυκλώματος είναι χαμηλό, ο τόνος του χρόνου αγωγιμότητας του MOSFET είναι μικρός και το κύκλωμα λειτουργεί σε λειτουργία DCM, επομένως οι σχετικές απώλειες αγωγιμότητας, οι απώλειες δευτερεύοντος ανορθωτή κ.λπ. είναι μικρές. Αυτή τη στιγμή, οι απώλειες αποτελούνται κυρίως από απώλειες παρασιτικής χωρητικότητας, απώλειες επικάλυψης διακόπτη και απώλειες αντίστασης εκκίνησης.
Απώλεια επικάλυψης μεταγωγής, απώλεια ελεγκτή PWM και αντίσταση εκκίνησης, απώλεια σωλήνα ανορθωτή εξόδου, απώλεια κυκλώματος προστασίας σφιγκτήρα, απώλεια κυκλώματος ανάδρασης κ.λπ. Οι τρεις πρώτες απώλειες είναι ευθέως ανάλογες με τη συχνότητα, δηλαδή ευθέως ανάλογες με τον αριθμό των διακοπτών της συσκευής ανά μονάδα χρόνου.
Μέθοδοι για τη βελτίωση της απόδοσης αναμονής της μεταγωγής τροφοδοτικού
Σύμφωνα με την ανάλυση των απωλειών, η αποκοπή της αντίστασης εκκίνησης, η μείωση της συχνότητας μεταγωγής και η μείωση του αριθμού των διακοπτών μπορεί να μειώσει τις απώλειες αναμονής και να βελτιώσει την απόδοση αναμονής. Οι συγκεκριμένες μέθοδοι περιλαμβάνουν: μείωση της συχνότητας ρολογιού. Μετάβαση από τη λειτουργία εργασίας υψηλής-συχνότητας σε λειτουργία χαμηλής-συχνότητας, όπως η εναλλαγή από τη λειτουργία Quasi Resonant (QR) στη Διαμόρφωση πλάτους παλμού (PWM) και η εναλλαγή από τη διαμόρφωση πλάτους παλμού στη διαμόρφωση συχνότητας παλμών (PFM). Ελεγχόμενη λειτουργία παλμού (BurstMode).
Κόψτε την αντίσταση εκκίνησης
Για την τροφοδοσία flyback, το τσιπ ελέγχου τροφοδοτείται από τη βοηθητική περιέλιξη μετά την εκκίνηση και η πτώση τάσης στην αντίσταση εκκίνησης είναι περίπου 300V. Ρυθμίστε την αντίσταση εκκίνησης στα 47k Ω και καταναλώστε σχεδόν 2W ισχύος. Για να βελτιωθεί η απόδοση αναμονής, το κανάλι αντίστασης πρέπει να αποκοπεί μετά την εκκίνηση. Το TOPSWITCH, ICE2DS02G διαθέτει ένα αποκλειστικό κύκλωμα εκκίνησης στο εσωτερικό του που μπορεί να απενεργοποιήσει την αντίσταση μετά την εκκίνηση. Εάν ο ελεγκτής δεν διαθέτει αποκλειστικό κύκλωμα εκκίνησης, ένας πυκνωτής μπορεί επίσης να συνδεθεί σε σειρά με την αντίσταση εκκίνησης και οι απώλειες μετά την εκκίνηση μπορούν σταδιακά να μηδενιστούν. Το μειονέκτημα είναι ότι το τροφοδοτικό δεν μπορεί να επανεκκινήσει αυτόματα και το κύκλωμα μπορεί να επανεκκινηθεί μόνο μετά την αποσύνδεση της τάσης εισόδου και την εκφόρτιση του πυκνωτή.
