Métodos técnicos para reduzir o consumo de energia em fontes chaveadas de alta potência
Com a crescente importância da eficiência energética e da proteção ambiental, as pessoas têm maiores expectativas quanto à eficiência em modo de espera da comutação de fontes de alimentação. Os clientes exigem que os fabricantes de fontes de alimentação forneçam produtos de energia que atendam aos padrões de energia verde, como BLUEANGEL, ENERGYSTAR e ENERGY200{{10}}. No entanto, a UE exige fontes de alimentação chaveadas com potência nominal de 0,3 W-15W, 15W-50W e 50W-75W para ter um consumo de energia em espera inferior a 0,3W, 0,5W, e 0,75W, respectivamente, até 2005.
Atualmente, quando a maioria das fontes de alimentação comutadas muda de carga nominal para carga leve e modo de espera, a eficiência de energia cai drasticamente e a eficiência de espera não pode atender aos requisitos. Isso representa novos desafios para engenheiros de projeto de energia.
Análise do consumo de energia da fonte de alimentação chaveada
Para reduzir a perda em espera das fontes chaveadas e melhorar a eficiência em espera, o primeiro passo é analisar a composição das perdas nas fontes chaveadas. Tomando a fonte de alimentação flyback como exemplo, sua perda operacional se manifesta principalmente como: Perda de condução MOSFET Perda de condução MOSFET
No modo de espera, a corrente do circuito principal é pequena, o tempo de condução do MOSFET é muito pequeno e o circuito opera no modo DCM, portanto, as perdas de condução relacionadas e as perdas do retificador secundário são pequenas. Neste momento, as perdas são compostas principalmente por perdas parasitas de capacitores, perdas de sobreposição de chaves e perdas de resistência de inicialização.
Perda de sobreposição de chave, controlador PWM e perda do resistor de partida, perda do retificador de saída, perda do circuito de proteção do grampo, perda do circuito de feedback, etc. As três primeiras perdas são proporcionais à frequência, ou seja, são proporcionais ao número de chaves do dispositivo por unidade tempo.
Métodos para melhorar a eficiência em espera de fontes de alimentação comutadas
De acordo com a análise de perdas, cortar o resistor de partida, reduzir a frequência de comutação e reduzir a frequência de comutação pode reduzir a perda em espera e melhorar a eficiência em espera. Os métodos específicos incluem: redução da frequência do clock; Mude do modo de trabalho de alta frequência para o modo de trabalho de baixa frequência, como mudar do modo QuasiResonant (QR) para Modulação por Largura de Pulso (PWM) e mudar de Modulação por Largura de Pulso para Modulação por Frequência de Pulso (PFM); Modo Burst.
Corte o resistor de partida
Para a fonte de alimentação flyback, o chip de controle é alimentado pelo enrolamento auxiliar após a inicialização e a queda de tensão no resistor de inicialização é de cerca de 300V. Defina o valor da resistência inicial para 47k Ω e consuma quase 2W de energia. Para melhorar a eficiência do modo de espera, o canal de resistência deve ser cortado após a inicialização. TOPSWITCH e ICE2DS02G possuem um circuito de partida dedicado interno, que pode desligar o resistor após a partida. Se o controlador não tiver um circuito de partida dedicado, os capacitores também podem ser conectados em série com o resistor de partida, e a perda após a partida pode diminuir gradativamente até zero. A desvantagem é que a fonte de alimentação não pode reiniciar sozinha e o circuito só pode ser reiniciado após desconectar a tensão de entrada e descarregar o capacitor.
