Métodos técnicos para reducir el consumo de energía en fuentes de alimentación conmutadas de alta-potencia
En la actualidad, cuando la mayoría de las fuentes de alimentación conmutadas cambian de carga nominal a carga ligera y modo de espera, la eficiencia energética cae drásticamente y la eficiencia de espera no puede cumplir con los requisitos. Esto presenta nuevos desafíos para los ingenieros de diseño energético.
Análisis del consumo de energía de la fuente de alimentación conmutada
Para reducir las pérdidas en espera y mejorar la eficiencia en espera de las fuentes de alimentación de modo conmutado, es necesario analizar primero la composición de
Pérdidas en la fuente de alimentación en modo conmutado. Tomando como ejemplo el suministro de energía de retorno, sus pérdidas operativas se manifiestan principalmente como pérdida de conducción MOSFET y pérdida de conducción MOSFET.
En el modo de espera, la corriente del circuito principal es baja, el tiempo de conducción del MOSFET es pequeño y el circuito funciona en modo DCM, por lo que las pérdidas de conducción relacionadas, las pérdidas del rectificador secundario, etc., son pequeñas. En este momento, las pérdidas se componen principalmente de pérdidas de capacitancia parásita, pérdidas de superposición de interruptores y pérdidas de resistencia de arranque.
Pérdida por superposición de conmutación, pérdida del controlador PWM y su resistencia de arranque, pérdida del tubo rectificador de salida, pérdida del circuito de protección de la abrazadera, pérdida del circuito de retroalimentación, etc. Las primeras tres pérdidas son directamente proporcionales a la frecuencia, es decir, directamente proporcionales al número de interruptores del dispositivo por unidad de tiempo.
Métodos para mejorar la eficiencia en espera de la fuente de alimentación conmutada
Según el análisis de pérdidas, cortar la resistencia de arranque, reducir la frecuencia de conmutación y disminuir el número de interruptores puede reducir las pérdidas en espera y mejorar la eficiencia en espera. Los métodos específicos incluyen: reducir la frecuencia del reloj; Cambiar del modo de trabajo de alta-frecuencia al modo de trabajo de baja-frecuencia, como cambiar del modo cuasi resonante (QR) a la modulación de ancho de pulso (PWM) y cambiar de la modulación de ancho de pulso a la modulación de frecuencia de pulso (PFM); Modo de pulso controlable (BurstMode).
Cortar la resistencia de arranque
Para la fuente de alimentación de retorno, el chip de control es alimentado por el devanado auxiliar después del arranque, y la caída de voltaje a través de la resistencia de arranque es de aproximadamente 300 V. Establezca la resistencia inicial en 47k Ω y consuma casi 2W de energía. Para mejorar la eficiencia en espera, el canal de resistencia debe cortarse después del inicio. TOPSWITCH, ICE2DS02G tiene un circuito de arranque dedicado en su interior que puede apagar la resistencia después del arranque. Si el controlador no tiene un circuito de arranque dedicado, también se puede conectar un condensador en serie con la resistencia de arranque, y las pérdidas después del arranque pueden disminuir gradualmente hasta cero. La desventaja es que la fuente de alimentación no puede reiniciarse automáticamente y el circuito solo se puede reiniciar después de desconectar el voltaje de entrada y descargar el capacitor.
