大功率開關(guān)電源如何降低自身功耗
目前大多數(shù)大功率開關(guān)電源由額定負載轉(zhuǎn)入輕載和待機狀態(tài)時,電源效率急劇下降,待機效率不能滿足要求。這就給電源設(shè)計工程師們提出了新的挑戰(zhàn)。
大功率開關(guān)電源功耗分析:
要減小大功率開關(guān)電源待機損耗,提高待機效率,首先要分析損耗的構(gòu)成。以反激式電源為例,其工作損耗主要表現(xiàn)為:MOSFET導(dǎo)通損耗MOSFET導(dǎo)通損耗。
在待機狀態(tài),主電路電流較小,MOSFET導(dǎo)通時間ton很小,電路工作在DCM模式,故相關(guān)的導(dǎo)通損耗,次級整流管損耗等較小,此時損耗主要由寄生電容損耗和開關(guān)交疊損耗和啟動電阻損耗構(gòu)成。
開關(guān)交疊損耗,PWM控制器及其啟動電阻損耗,輸出整流管損耗,箝位保護電路損耗,反饋電路損耗等。其中前三個損耗與頻率成正比關(guān)系,即與單位時間內(nèi)器件開關(guān)次數(shù)成正比。
提高大功率開關(guān)電源待機效率的方法:
根據(jù)損耗分析可知,切斷啟動電阻,降低開關(guān)頻率,減小開關(guān)次數(shù)可減小待機損耗,提高待機效率。具體的方法有:降低時鐘頻率;由高頻工作模式切換至低頻工作模式,如準(zhǔn)諧振模式(QuasiResonant,QR)切換至脈寬調(diào)制(PulseWidthModulation,PWM),脈寬調(diào)制切換至脈沖頻率調(diào)制(PulseFrequencyModulation,PFM;可控脈沖模式(BurstMode)。
切斷啟動電阻:
對于反激式電源,啟動后控制芯片由輔助繞組供電,啟動電阻上壓降為300V左右。設(shè)啟動電阻取值為47kΩ,消耗功率將近2W。要改善待機效率,必須在啟動后將該電阻通道切斷。TOPSWITCH,ICE2DS02G內(nèi)部設(shè)有專門的啟動電路,可在啟動后關(guān)閉該電阻。若控制器沒有專門啟動電路,也可在啟動電阻串接電容,其啟動后的損耗可逐漸下降至零。缺點是大功率開關(guān)電源不能自重啟,只有斷開輸入電壓,使電容放電后才能再次啟動電路。(文章采集自蘇州歐斯姆電源,如涉及版權(quán)問題請聯(lián)系我們刪除)