Metodi tecnici per ridurre il consumo energetico degli alimentatori switching ad alta potenza
Poiché l’efficienza energetica e la tutela dell’ambiente diventano sempre più importanti, le persone hanno aspettative sempre più elevate riguardo all’efficienza in standby degli alimentatori a commutazione. I clienti richiedono ai produttori di alimentatori di fornire prodotti di alimentazione conformi agli standard di energia verde come BLUEANGEL, ENERGYSTAR ed ENERGY2000. I requisiti dell'UE per gli alimentatori a commutazione sono accurati: entro il 2005, il consumo energetico in standby degli alimentatori a commutazione con potenze nominali di 0,3 W~15 W, 15 W~50 W e 50 W~75 W dovrà essere inferiore a 0,3 W, rispettivamente 0,5 W e 0,75 W.
Attualmente, quando la maggior parte degli alimentatori switching passano dal carico nominale al carico leggero e allo stato di standby, l'efficienza energetica diminuisce drasticamente e l'efficienza di standby non può soddisfare i requisiti. Ciò pone nuove sfide ai progettisti di alimentatori.
Analisi dei consumi degli alimentatori switching
Per ridurre la perdita in standby dell'alimentatore switching e migliorare l'efficienza in standby, dobbiamo prima analizzare la composizione della perdita dell'alimentatore switching. Prendendo come esempio un alimentatore flyback, le sue perdite operative includono principalmente: Perdita di conduzione del MOSFET Perdita di conduzione del MOSFET
Nello stato di standby, la corrente del circuito principale è piccola, il tempo di conduzione del MOSFET è molto piccolo e il circuito funziona in modalità DCM, quindi la relativa perdita di conduzione, la perdita di rettifica secondaria, ecc. sono piccole. Le perdite in questo momento sono principalmente causate da perdite di capacità parassite e perdite di commutazione. Consiste in perdite di sovrapposizione e perdite del resistore di avviamento.
Perdita di sovrapposizione dell'interruttore, perdita del controller PWM e della relativa resistenza di avviamento, perdita del raddrizzatore di uscita, perdita del circuito di protezione del morsetto, perdita del circuito di feedback, ecc. Le prime tre perdite sono proporzionali alla frequenza, ovvero proporzionali al numero di volte in cui il dispositivo commuta ogni volta . Unità di tempo.
Metodi per migliorare l'efficienza in standby dell'alimentatore switching
Secondo l'analisi delle perdite, si può vedere che tagliando il resistore di avviamento, riducendo la frequenza di commutazione e riducendo il numero di interruttori è possibile ridurre le perdite in standby e migliorare l'efficienza in standby. I metodi specifici includono: riduzione della frequenza di clock; passaggio dalla modalità operativa ad alta frequenza alla modalità operativa a bassa frequenza, come il passaggio dalla modalità quasi risonante (QuasiResonant, QR) alla modulazione di larghezza di impulso (PulseWidthModulation, PWM), passaggio dalla modulazione di larghezza di impulso alla modulazione di frequenza di impulso ( PulseFrequencyModulation). , PFM); Modalità impulso controllabile (BurstMode).
Interrompere la resistenza di avviamento
Per un alimentatore flyback, il chip di controllo viene alimentato dall'avvolgimento ausiliario dopo l'avvio e la caduta di tensione sul resistore di avvio è di circa 300 V. Supponendo un valore del resistore di avvio di 47kΩ, la dissipazione di potenza è vicina a 2W. Per migliorare l'efficienza in standby, il canale del resistore deve essere interrotto dopo l'avvio. TOPSWITCH, ICE2DS02G ha uno speciale circuito di avvio interno, che può spegnere la resistenza dopo l'avvio. Se il controller non dispone di un circuito di avviamento dedicato, è anche possibile collegare un condensatore in serie al resistore di avviamento e la perdita dopo l'avvio può essere gradualmente ridotta a zero. Lo svantaggio è che l'alimentatore non può riavviarsi da solo. Il circuito non può essere riavviato finché la tensione di ingresso non viene disconnessa e il condensatore non viene scaricato.
