Approcci tecnici per la riduzione del consumo energetico negli alimentatori a commutazione ad alta-potenza
Al momento, quando la maggior parte degli alimentatori switching passano dal carico nominale al carico leggero e alla modalità standby, l'efficienza energetica diminuisce drasticamente e l'efficienza in standby non può soddisfare i requisiti. Ciò presenta nuove sfide per i progettisti di energia.
Analisi del consumo energetico degli alimentatori switching
Per ridurre le perdite in standby e migliorare l'efficienza in standby degli alimentatori a commutazione, è necessario innanzitutto analizzare la composizione delle perdite degli alimentatori a commutazione. Prendendo come esempio l'alimentatore flyback, le sue perdite operative si manifestano principalmente come perdita di conduzione del MOSFET e perdita di conduzione del MOSFET
In modalità standby, la corrente del circuito principale è bassa, il tempo di conduzione del MOSFET è piccolo e il circuito funziona in modalità DCM, quindi le relative perdite di conduzione, le perdite del raddrizzatore secondario, ecc. sono piccole. In questo momento, le perdite sono composte principalmente da perdite di capacità parassite, perdite di sovrapposizione dell'interruttore e perdite di resistenza di avviamento.
Perdita di sovrapposizione di commutazione, perdita del controller PWM e della sua resistenza di avviamento, perdita del tubo raddrizzatore di uscita, perdita del circuito di protezione del morsetto, perdita del circuito di feedback, ecc. Le prime tre perdite sono direttamente proporzionali alla frequenza, cioè direttamente proporzionali al numero di commutazioni del dispositivo per unità di tempo.
Metodi per migliorare l'efficienza in standby dell'alimentatore switching
Secondo l'analisi delle perdite, l'interruzione del resistore di avviamento, la riduzione della frequenza di commutazione e il numero di interruttori possono ridurre le perdite in standby e migliorare l'efficienza in standby. I metodi specifici includono: riduzione della frequenza di clock; Passaggio dalla modalità di lavoro ad alta-frequenza alla modalità di lavoro a bassa-frequenza, ad esempio il passaggio dalla modalità quasi risonante (QR) alla modulazione dell'ampiezza dell'impulso
Per l'alimentazione flyback, il chip di controllo viene alimentato dall'avvolgimento ausiliario dopo l'avvio e la caduta di tensione sul resistore di avviamento è di circa 300 V. Imposta la resistenza iniziale su 47k Ω e consuma quasi 2 W di potenza. Per migliorare l'efficienza in standby, il canale di resistenza deve essere interrotto dopo l'avvio. TOPSWITCH, ICE2DS02G ha al suo interno un circuito di avvio dedicato che può spegnere il resistore dopo l'avvio. Se il controller non dispone di un circuito di avvio dedicato, è anche possibile collegare un condensatore in serie al resistore di avvio e le perdite dopo l'avvio possono gradualmente diminuire fino a zero. Lo svantaggio è che l'alimentatore non può riavviarsi automaticamente e il circuito può essere riavviato solo dopo aver scollegato la tensione di ingresso e scaricato il condensatore.
