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開關(guān)電源的選用及提高待機效率的方法
時間:2020-12-14 08:23:48 點擊次數(shù):1127

開關(guān)電源的選用

開關(guān)電源在輸入抗干擾性能上,由于其自身電路結(jié)構(gòu)的特點(多級串聯(lián)),一般的輸入干擾如浪涌電壓很難通過,在輸出電壓穩(wěn)定度這一技術(shù)指標(biāo)上與線性電源相比具有較大的優(yōu)勢,其輸出電壓穩(wěn)定度可達(0.5~1)%。開關(guān)電源模塊作為一種電力電子集成器件,要注意選擇。

 

提高待機效率的方法


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47k Q,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。TOPSWITCHICE2DS02G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。


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(dāng)反饋量超過某一閾值,通過特定模塊,實現(xiàn)時鐘頻率的線性下降。

切換工作模式

1. QRPWM對于工作在高頻工作模式的開關(guān)電源,在待機時切換至低頻工作模式可減小待機損耗。例如,對于準(zhǔn)諧振式開關(guān)電源(工作頻率為幾百kHz到幾MHz,可在待機時切換至低頻的脈寬調(diào)制控制模式PWM(幾十kHz ) 。

IRIS40xx 芯片就是通過QR PWM切換來提高待機效率的。當(dāng)電源處于輕載和待機時候,輔助繞組電壓較小,Q1關(guān)斷,諧振信號不能傳輸至FB端,FB電壓小于芯片內(nèi)部的一個門限電壓,不能觸發(fā)準(zhǔn)諧振模式,電路則工作在更低頻的脈寬調(diào)制控制模式。

2PWMPFM

對于額定功率時工作在PWM模式的開關(guān)電源,也可以通過切換至PFM模式提高待機效率,即固定開通時間,調(diào)節(jié)關(guān)斷時間,負(fù)載越低,關(guān)斷時間越長,工作頻率也越低。將待機信號加在其PW/引腳上,在額定負(fù)載條件下,該引腳為高電平,電路工作在PWM模式,當(dāng)負(fù)載低于某個閾值時,該引腳被拉為低電平,電路工作在PFM模式。實現(xiàn)PWMPFM的切換,也就提高了輕載和待機狀態(tài)時的電源效率。

通過降低時鐘頻率和切換工作模式實現(xiàn)降低待機工作頻率,提高待機效率,可保持控制器一直在運作,在整個負(fù)載范圍中,輸出都能被妥善的調(diào)節(jié)。即使負(fù)載從零激增至滿負(fù)載的情況下,能夠快速反應(yīng),反之亦然。輸出電壓降和過沖值都保持在允許范圍內(nèi)。

可控脈沖模式(BurstMode)

可控脈沖模式,也可稱為跳周期控制模式(SkipCycleMode)是指當(dāng)處于輕載或待機條件時,由周期比PWM控制器時鐘周期大的信號控制電路某一環(huán)節(jié),使得PWM的輸出脈沖周期性的有效或失效,這樣即可實現(xiàn)恒定頻率下通過減小開關(guān)次數(shù),增大占空比來提高輕載和待機的效率。該信號可以加在反饋通道,PWM信號輸出通道,PWM芯片的使能引腳(如 LM2618,L6565)或者是芯片內(nèi)部模塊(如NCP1200FSD200,L6565TinySwitch 系列芯片))。

輸出計算

因開關(guān)電源工作效率高,一般可達到80%以上,故在其輸出電流的選擇上,應(yīng)準(zhǔn)確測量或計算用電設(shè)備的最大吸收電流,以使被選用的開關(guān)電源具有高的性能價格比,通常輸出計算公式為:

ls=KIf

式中: Is—開關(guān)電源的額定輸出電流;If—用電設(shè)備的最大吸收電流;

K—裕量系數(shù),一般取1.5~1.8;

接地

開關(guān)電源比線性電源會產(chǎn)生更多的干擾,對共模干擾敏感的用電設(shè)備,應(yīng)采取接地和屏蔽措施,按ICE1000、EN61000、FCC EMC限制,開關(guān)電源均采取EMC電磁兼容措施,因此開關(guān)電源一般應(yīng)帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術(shù)的HA系列開關(guān)電源,將其FG端子接大地或接用戶機殼,方能滿足上述電磁兼容的要求。

保護電路

開關(guān)電源在設(shè)計中必須具有過流、過熱、短路等保護功能,故在設(shè)計時應(yīng)首選保護功能齊備的開關(guān)電源模塊,并且其保護電路的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與用電設(shè)備的工作特性相匹配,以避免損壞用電設(shè)備或開關(guān)電源。

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