Tehničke metode za smanjenje potrošnje električne energije kod rasklopnog napajanja velike snage
Kako energetska efikasnost i zaštita životne sredine postaju sve važniji, ljudi imaju sve veća očekivanja u pogledu efikasnosti u pripravnosti prekidača napajanja. Kupci zahtijevaju od proizvođača izvora napajanja da obezbijede proizvode za napajanje koji su u skladu sa standardima zelene energije kao što su BLUEANGEL, ENERGYSTAR i ENERGY2000. Zahtjevi EU za prekidačka napajanja su tačni: do 2005, potrošnja energije u stanju pripravnosti prekidača napajanja sa nazivnim snagama od 0,3W~15W, 15W~50W i 50W~75W mora biti manja od 0,3W, 0,5W i 0,75W respektivno.
Trenutno, kada većina prekidačkih izvora napajanja prelazi iz nazivnog opterećenja u lagano opterećenje i stanje pripravnosti, energetska efikasnost naglo opada, a efikasnost u stanju pripravnosti ne može zadovoljiti zahtjeve. Ovo postavlja nove izazove za inženjere za projektovanje napajanja.
Analiza potrošnje električne energije prekidača
Da bismo smanjili gubitak prekidačkog napajanja u stanju pripravnosti i poboljšali efikasnost u stanju pripravnosti, prvo moramo analizirati sastav gubitka prekidačkog napajanja. Uzimajući povratno napajanje kao primjer, njegovi operativni gubici uglavnom uključuju: gubitak provodljivosti MOSFET-a gubitak provodljivosti MOSFET-a
U stanju pripravnosti, struja glavnog kola je mala, vrijeme provodljivosti MOSFET-a je vrlo malo, a kolo radi u DCM modu, tako da su povezani gubici provodljivosti, gubici sekundarnog ispravljanja, itd. mali. Gubici u ovom trenutku su uglavnom uzrokovani parazitskim gubicima kapacitivnosti i komutacijskim gubicima. Sastoji se od gubitaka preklapanja i gubitaka startnog otpornika.
Gubitak preklapanja prekidača, gubitak PWM kontrolera i njegovog startnog otpornika, gubitak izlaznog ispravljača, gubitak kruga zaštite od stezanja, gubitak kruga povratne sprege, itd. Prva tri gubitka su proporcionalna frekvenciji, odnosno proporcionalna broju uključivanja uređaja svaki put . Jedinica vremena.
Metode za poboljšanje efikasnosti prekidačkog napajanja u stanju pripravnosti
Prema analizi gubitaka, može se vidjeti da isključivanje startnog otpornika, smanjenje frekvencije uključivanja i smanjenje broja prekidača mogu smanjiti gubitke u stanju pripravnosti i poboljšati efikasnost u pripravnosti. Specifične metode uključuju: smanjenje frekvencije takta; prebacivanje iz visokofrekventnog načina rada u niskofrekventni način rada, kao što je prebacivanje iz kvazirezonantnog načina rada (QuasiResonant, QR) na modulaciju širine impulsa (PulseWidthModulation, PWM), prebacivanje sa modulacije širine impulsa na modulaciju pulsne frekvencije (PulseFrequencyModulation). , PFM); Impulsni režim koji se može kontrolisati (BurstMode).
Odrežite startni otpornik
Za povratno napajanje, kontrolni čip se napaja pomoću pomoćnog namotaja nakon pokretanja, a pad napona na otporniku za pokretanje je približno 300V. Pod pretpostavkom da je vrijednost otpornika za pokretanje 47kΩ, rasipanje snage je blizu 2W. Da bi se poboljšala efikasnost u stanju pripravnosti, kanal otpornika se mora prekinuti nakon pokretanja. TOPSWITCH, ICE2DS02G ima posebno kolo za pokretanje unutra, koje može isključiti otpornik nakon pokretanja. Ako kontroler nema namjenski startni krug, također možete spojiti kondenzator u seriju s startnim otpornikom, a gubitak nakon pokretanja može se postepeno smanjiti na nulu. Nedostatak je što se napajanje ne može ponovo pokrenuti. Kolo se ne može ponovo pokrenuti dok se ulazni napon ne isključi i kondenzator se ne isprazni.
