Abordagens técnicas para redução do consumo de energia em fontes de alimentação chaveadas de alta-potência
Atualmente, quando a maioria das fontes de alimentação chaveadas mudam 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 apresenta novos desafios para engenheiros de projeto de energia.
Análise do consumo de energia da fonte de alimentação chaveada
Para reduzir as perdas em modo de espera e melhorar a eficiência em espera das fontes de alimentação comutadas, é necessário primeiro analisar a composição das perdas da fonte de alimentação comutada. Tomando a fonte de alimentação flyback como exemplo, suas perdas operacionais se manifestam principalmente como perda de condução MOSFET e perda de condução MOSFET
No modo de espera, a corrente do circuito principal é baixa, o tempo de condução do MOSFET é pequeno e o circuito opera no modo DCM, portanto, as perdas de condução relacionadas, as perdas do retificador secundário, etc. Neste momento, as perdas são compostas principalmente por perdas de capacitância parasita, perdas de sobreposição de interruptores e perdas de resistência inicial.
Perda de sobreposição de comutação, perda do controlador PWM e do resistor de partida, perda do tubo retificador de saída, perda do circuito de proteção do grampo, perda do circuito de feedback, etc. As três primeiras perdas são diretamente proporcionais à frequência, ou seja, diretamente proporcionais ao número de interruptores do dispositivo por unidade de tempo.
Métodos para melhorar a eficiência de espera da fonte de alimentação comutada
De acordo com a análise das perdas, cortar o resistor de partida, reduzir a frequência de comutação e diminuir 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 trabalho de alta-frequência para o modo de trabalho de baixa-frequência, como mudar do modo quase ressonante (QR) para modulação por largura de pulso
Para fonte de alimentação flyback, o chip de controle é alimentado pelo enrolamento auxiliar após a inicialização e a queda de tensão no resistor de partida é de cerca de 300V. Defina a 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 partida. TOPSWITCH, ICE2DS02G possui um circuito de inicialização dedicado que pode desligar o resistor após a inicialização. Se o controlador não tiver um circuito de partida dedicado, um capacitor também pode ser conectado em série com o resistor de partida, e as perdas após a partida podem diminuir gradualmente até zero. A desvantagem é que a fonte de alimentação não pode reiniciar automaticamente e o circuito só pode ser reiniciado após desconectar a tensão de entrada e descarregar o capacitor.
