Tehnični pristop za zmanjšanje porabe energije v stikalnih napajalnikih visoke moči
Z naraščajočim pomenom energetske učinkovitosti in varstva okolja ljudje pričakujejo vedno večjo visoko učinkovitost stikalnega napajanja v stanju pripravljenosti, kupci od proizvajalcev napajalnikov zahtevajo, da zagotovijo izdelke za napajanje, ki ustrezajo BLUEANGEL, ENERGYSTAR, ENERGY20{{9 }}0 in drugih standardov zelene energije ter Evropske unije o stikalnem napajalniku, ki naj bo: do 2005 nazivna moč 0,3W~15W, 15W~50W in 50W~75W stikalno napajanje, mora biti poraba energije v stanju pripravljenosti manjša od 0,3 W, 0,5 W oziroma 0,75 W.
Večina trenutnega stikalnega napajanja iz nazivne obremenitve v majhno obremenitev in stanje pripravljenosti, učinkovitost napajanja močno pade, učinkovitost stanja pripravljenosti ne more izpolniti zahtev. To predstavlja nov izziv za načrtovalce napajalnikov.
Analiza porabe energije stikalnega napajalnika
Da bi zmanjšali izgubo stikalnega napajanja v stanju pripravljenosti in izboljšali učinkovitost v stanju pripravljenosti, moramo najprej analizirati sestavo izgube stikalnega napajanja. V primeru povratnega napajalnika se na primer njegove izgube pri delovanju kažejo predvsem na naslednji način: Izguba prevodnosti MOSFET Izguba prevodnosti MOSFET
V stanju pripravljenosti je tok glavnega vezja majhen, prevodni čas MOSFET ton je zelo majhen, vezje deluje v načinu DCM, zato je s tem povezana izguba prevodnosti, izguba sekundarnega usmernika je majhna, trenutno je izguba sestavljena predvsem iz parazitska izguba kapacitivnosti in izguba preklopnega prekrivanja ter izguba zagonskega upora.
Izguba preklopnega prekrivanja, izguba krmilnika PWM in njegovega zagonskega upora, izguba izhodnega usmernika, izguba zaščitnega vezja vpenjanja, izguba povratnega vezja. Prve tri izgube so sorazmerne s frekvenco, to je s številom preklopov naprave na časovno enoto sorazmerno.
Izboljšajte učinkovitost preklopnih načinov napajanja v stanju pripravljenosti
V skladu z analizo izgub lahko izključite začetni upor, zmanjšate frekvenco preklopov, zmanjšate število preklopov in zmanjšate izgubo v stanju pripravljenosti, izboljšate učinkovitost v stanju pripravljenosti. Posebne metode so: zmanjšajte frekvenco ure; preklop iz visokofrekvenčnega načina delovanja v nizkofrekvenčni način delovanja, kot je kvaziresonančni način (QuasiResonant, QR) preklop na pulzno širinsko modulacijo (PulseWidthModulation, PWM), pulznoširinska modulacija preklop na pulzno frekvenčno modulacijo (PulseFrequencyModulation, PFM); preklopno napajanje v stanju pripravljenosti. PFM); Nadzorovan impulzni način (BurstMode).
Odrezovanje zagonskega upora
Za povratno napajanje se krmilni čip po zagonu napaja iz pomožnega navitja, padec napetosti na zagonskem uporu pa je približno 300 V. Za izboljšanje učinkovitosti stanja pripravljenosti je treba kanal upora po zagonu prekiniti, ICE2DS02G pa ima namensko zagonsko vezje za izklop upora po zagonu. Če krmilnik nima posebnega zagonskega vezja, lahko upor zaženete tudi zaporedno s kondenzatorjem, izgubo po zagonu lahko postopoma zmanjšate na nič. Pomanjkljivost je, da se napajalnik ne more sam znova zagnati, samo odklopi vhodno napetost, tako da se kondenzator izprazni in ponovno zažene vezje.
