Kako izboljšati učinkovitost stikalnega napajanja
Poraba električne energije stikalnega napajalnika je sestavljena iz fiksnih izgub zaradi parazitskih uporov polprevodniških stikal, magnetnih komponent, ožičenja itd., in stikalnih izgub med preklopnimi operacijami. Fiksne izgube so v glavnem odvisne od lastnosti samih komponent, zato jih je treba zmanjšati z izboljšavami tehnologije komponent. V primeru magnetnih komponent se že dolgo preučujejo metode navijanja z nizkimi izgubami, ki upoštevajo učinek kože in učinek sosednje žice. Za zmanjšanje preklopnih izgub, ki jih povzročajo preklopni sunki, ki izvirajo iz induktivnosti uhajanja transformatorjev, so bile razvite nove tehnologije vezij, kot so vmesna vezja z regeneracijo udarne energije. Sledijo vezja in sistemske metode za izboljšanje učinkovitosti stikalnih napajalnikov.
(1 ) ZVS (Zero Voltage Switching), ZCS (Zero Current Switching) in druge metode, ki uporabljajo resonančno preklapljanje za zmanjšanje preklopnih izgub.
(2 ) Zmanjšanje preklopnih izgub z uporabo Edge ResONance, ki jo predstavljajo aktivna vpenjalna vezja.
(3) Fiksne izgube se zmanjšajo s podaljšanjem vklopnega časa preklopnega elementa, da se zmanjša vršni tok.
(4) Zmanjšanje stalnih izgub z izboljšanjem sinhronskih usmerjevalnih vezij za nizkonapetostne in visokotokovne aplikacije.
(5) Zmanjšanje stalne izgube z uporabo vzporedne strukture pretvornika.
Prva metoda je izjemno učinkovita pri zmanjševanju preklopnih izgub, vendar je težava v tem, da se bodo fiksne izgube zaradi koničnega toka in konične napetosti povečale. Druga metoda je razvita za reševanje problema aktivnega dušenja (Active Snubber), je izjemno praktična metoda ZVS; Vendar pa je poslabšanje učinkovitosti, ki ga povzroča reaktivni tok pri majhnih obremenitvah, ena njegovih glavnih pomanjkljivosti. Pri tretji metodi je uporaba TapInductor (TapInductor) učinkovitejša, lahko se spopade z uhajajočim tokom, ki ga povzroča uhajajoči tok. Tretja metoda, metoda TapInductor, je učinkovitejša in se lahko spopade s pojavom prenapetosti, ki ga povzroča induktivnost uhajanja. Kar zadeva četrto metodo, je dvostopenjska struktura eden od načinov za doseganje učinkovitega delovanja sinhronskih usmerniških vezij. Dvostopenjska struktura je eden od načinov za doseganje učinkovitega delovanja vezja sinhronega usmernika z uporabo fiksnega časovnega razmerja blizu 0.5 in krmiljenja izhodne napetosti s pretvornikom v sprednji stopnji. To je v nasprotju s konvencionalno modrostjo, da bo dvostopenjska struktura povzročila upad učinkovitosti." Ta tradicionalni način razmišljanja je v nizkonapetostnih in visokotokovnih primerih zelo učinkovit. Kar zadeva peto metodo, bodisi celotno vezje pretvornika lahko vzporedno ali kot tokovni multiplikator, kar zadeva peto metodo, je lahko celotno vezje pretvornika povezano vzporedno ali pa je lahko povezan vzporedno, kot v primeru podvajalnika toka kratek opis povečanja učinkovitosti, doseženega z vzporednim delovanjem pretvornika.
