Métodos técnicos para reduzir o consumo de energia de fontes de alimentação chaveadas de alta potência
À medida que a eficiência energética e a proteção ambiental se tornam cada vez mais importantes, as pessoas têm expectativas cada vez maiores 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 fonte de alimentação que cumpram os padrões de energia verde, como BLUEANGEL, ENERGYSTAR e ENERGY2000. Os requisitos da UE para fontes de alimentação chaveadas são precisos: até 2005, o consumo de energia em espera de fontes de alimentação chaveadas com potências nominais de 0,3 W ~ 15 W, 15 W ~ 50 W e 50 W ~ 75 W deve ser inferior a 0,3 W, 0,5W e 0,75W respectivamente.
Atualmente, quando a maioria das fontes de alimentação chaveadas transferem da carga nominal para a carga leve e o estado de espera, a eficiência de energia cai drasticamente e a eficiência de espera não pode atender aos requisitos. Isso representa novos desafios para os engenheiros de projeto de fontes de alimentação.
Análise de consumo de energia da fonte de alimentação comutada
Para reduzir a perda em espera da fonte de alimentação chaveada e melhorar a eficiência em espera, devemos primeiro analisar a composição da perda da fonte de alimentação chaveada. Tomando uma fonte de alimentação flyback como exemplo, suas perdas operacionais incluem principalmente: Perda de condução MOSFET Perda de condução MOSFET
No estado de espera, a corrente do circuito principal é pequena, o tempo de condução do MOSFET é muito pequeno e o circuito funciona no modo DCM, portanto, a perda de condução relacionada, a perda de retificação secundária, etc. As perdas neste momento são causadas principalmente por perdas parasitas de capacitância e perdas de comutação. Consiste em perdas de sobreposição e perdas no resistor de partida.
Perda de sobreposição de chaveamento, 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, proporcionais ao número de vezes que o dispositivo muda cada vez . Unidade de tempo.
Métodos para melhorar a eficiência de espera da comutação da fonte de alimentação
De acordo com a análise de perdas, pode-se observar que cortar o resistor de partida, reduzir a frequência de comutação e reduzir o número de interruptores pode reduzir as perdas em espera e melhorar a eficiência em espera. Os métodos específicos incluem: redução da frequência do clock; mudar do modo de operação de alta frequência para o modo de operação de baixa frequência, como mudar do modo quase ressonante (QuasiResonant, QR) para modulação por largura de pulso (PulseWidthModulation, PWM), mudar de modulação por largura de pulso para modulação por frequência de pulso (PulseFrequencyModulation). , GFP); Modo de pulso controlável (BurstMode).
Corte o resistor de partida
Para uma 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 aproximadamente 300V. Assumindo um valor de resistor de inicialização de 47kΩ, a dissipação de potência é próxima de 2W. Para melhorar a eficiência do modo de espera, o canal do resistor deve ser cortado após a inicialização. TOPSWITCH, ICE2DS02G possui um circuito de inicialização especial interno, que pode desligar o resistor após a inicialização. Se o controlador não tiver um circuito de partida dedicado, você também pode conectar um capacitor em série com o resistor de partida, e a perda após a partida pode ser gradualmente reduzida a zero. A desvantagem é que a fonte de alimentação não pode reiniciar sozinha. O circuito não pode ser reiniciado até que a tensão de entrada seja desconectada e o capacitor esteja descarregado.
