提高大功率可調開關電源待機效率的方法
提高大功率可調開關電源待機效率的方法。根據損耗分析可知,切斷啟動電阻,降低開關頻率,減小開關次數可減小待機損耗,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,如準諧振模式(Quasi Resonant,QR)切換至脈寬調制(Pulse Width Modulation,PWM), 脈寬調制切換至脈沖頻率調制(Pulse Frequency Modulation, PFM);可控脈沖模式(Burst Mode)。
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內部設有專門的啟動電路,可在啟動后關閉該電阻。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。而圖1所示的啟動電路,則可避免以上問題,而且該電路功耗僅為0.03W。不過電路增加了復雜度和成本。
降低時鐘頻率。時鐘頻率可平滑下降或突降。平滑下降就是當反饋量超過某一閾值,通過特定模塊,實現時鐘頻率的線性下降。POWER公司的TOPSwitch-GX和SG公司的SG6848芯片內置了這樣的模塊,能根據負載大小調節頻率,圖2所示是SG6848時鐘頻率與其反饋電流的關系。
突降實現方法以UCC3895為例,當電源處于正常負載狀態時,Q1導通,其時鐘周期為:
當電源進入待機狀態時,Q1關閉,時鐘周期增大為
即開關頻率減小。開關損耗降為降頻前的
(小于1)倍。L5991和Infineon公司的CoolSet F2系列已經集成了該功能。
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內部設有專門的啟動電路,可在啟動后關閉該電阻。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。而圖1所示的啟動電路,則可避免以上問題,而且該電路功耗僅為0.03W。不過電路增加了復雜度和成本。
降低時鐘頻率。時鐘頻率可平滑下降或突降。平滑下降就是當反饋量超過某一閾值,通過特定模塊,實現時鐘頻率的線性下降。POWER公司的TOPSwitch-GX和SG公司的SG6848芯片內置了這樣的模塊,能根據負載大小調節頻率,圖2所示是SG6848時鐘頻率與其反饋電流的關系。
突降實現方法以UCC3895為例,當電源處于正常負載狀態時,Q1導通,其時鐘周期為:
當電源進入待機狀態時,Q1關閉,時鐘周期增大為
即開關頻率減小。開關損耗降為降頻前的
(小于1)倍。L5991和Infineon公司的CoolSet F2系列已經集成了該功能。
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