Tehničke metode za smanjenje potrošnje energije u prekidačkim izvorima napajanja velike snage
Sa sve većim značajem energetske efikasnosti i zaštite životne sredine, ljudi imaju veća očekivanja u pogledu efikasnosti u pripravnosti prekidača napajanja. Kupci zahtijevaju od proizvođača izvora napajanja da obezbijede proizvode za napajanje koji zadovoljavaju standarde zelene energije kao što su BLUEANGEL, ENERGYSTAR i ENERGY200{{10}}. Međutim, EU zahtijeva prekidačka napajanja sa nazivnom snagom od 0,3W-15W, 15W-50W i 50W-75W da bi potrošnja energije u stanju pripravnosti bila manja od 0,3W, 0,5W, i 0,75W, respektivno, do 2005. godine.
Trenutno, kada većina prekidačkih izvora napajanja prelazi sa nazivnog opterećenja na lagano opterećenje i režim pripravnosti, energetska efikasnost naglo opada, a efikasnost u stanju pripravnosti ne može zadovoljiti zahtjeve. Ovo postavlja nove izazove za inženjere elektroenergetike.
Analiza potrošnje struje prekidačkog napajanja
Da bi se smanjio gubitak prekidača napajanja u stanju pripravnosti i poboljšala efikasnost u stanju pripravnosti, prvi korak je analiza sastava gubitaka prekidačkog napajanja. Uzimajući povratno napajanje kao primjer, njegov operativni gubitak se uglavnom manifestuje kao: gubitak provodljivosti MOSFET-a gubitak provodljivosti MOSFET-a
U režimu pripravnosti, struja glavnog kola je mala, vreme provodljivosti MOSFET-a je vrlo malo, a kolo radi u DCM režimu, tako da su povezani gubici provodljivosti i gubici sekundarnog ispravljača mali. U ovom trenutku, gubici se uglavnom sastoje od parazitnih gubitaka kondenzatora, gubitaka preklapanja prekidača i gubitaka otpora pokretanja.
Gubitak preklapanja prekidača, gubitak PWM kontrolera i njegovog startnog otpornika, gubitak izlaznog ispravljača, gubitak strujnog kruga zaštite, gubitak kruga povratne sprege, itd. Prva tri gubitka su proporcionalna frekvenciji, odnosno proporcionalna su broju prekidača uređaja po jedinici vrijeme.
Metode za poboljšanje efikasnosti prekidača napajanja u stanju pripravnosti
Prema analizi gubitaka, isključivanje startnog otpornika, smanjenje frekvencije uključivanja i smanjenje frekvencije uključivanja može smanjiti gubitak u stanju pripravnosti i poboljšati efikasnost u stanju pripravnosti. Specifične metode uključuju: smanjenje frekvencije takta; Prebacivanje sa visokofrekventnog režima rada na niskofrekventni režim rada, kao što je prebacivanje sa kvazirezonantnog (QR) režima na modulaciju širine impulsa (PWM), i prelazak sa pulsne širinske modulacije na pulsnu frekvencijsku modulaciju (PFM); BurstMode.
Odrežite startni otpornik
Za povratno napajanje, kontrolni čip se napaja pomoću pomoćnog namotaja nakon pokretanja, a pad napona na startnom otporniku je oko 300V. Postavite početnu vrijednost otpora na 47k Ω i potrošite skoro 2W energije. Da bi se poboljšala efikasnost u stanju pripravnosti, otporni kanal mora biti prekinut nakon pokretanja. TOPSWITCH i ICE2DS02G unutra imaju namenski startni krug, koji može isključiti otpornik nakon pokretanja. Ako kontroler nema namjenski startni krug, kondenzatori se također mogu spojiti serijski sa startnim otpornikom, a gubitak nakon pokretanja može se postupno smanjiti na nulu. Nedostatak je što se napajanje ne može ponovo pokrenuti, a kolo se može ponovo pokrenuti tek nakon isključivanja ulaznog napona i pražnjenja kondenzatora.
