高出力スイッチモードの消費電力削減エンジニアリングアプローチ
エネルギー効率と環境保護の重要性が高まるにつれて、スイッチング電源の待機効率がますます高くなることが期待されるようになり、顧客は電源メーカーに対して、BLUEANGEL、ENERGYSTAR、ENERGY2000などのグリーンエネルギー標準を満たす電源製品を提供することを要求しています。また、スイッチング電源に関する欧州連合の**：2005までに、{{20}}.3W〜15W、15W〜50W、50W〜75Wスイッチング電源の定格電力は、それぞれ0.3W、0.5W、0.75W未満である必要があります。50Wと50W〜75Wスイッチング電源の待機電力消費は、それぞれ0.3W、0.5W、0.75W未満である必要があります。
現在のスイッチング電源のほとんどは、定格負荷から軽負荷およびスタンバイ状態になると、電源効率が急激に低下し、スタンバイ効率が要件を満たすことができません。これは、電源設計エンジニアに新たな課題を提示しています。
スイッチング電源の消費電力解析
スイッチング電源の待機損失を減らし、待機効率を向上させるには、まずスイッチング電源の損失の構成を分析する必要があります。たとえば、フライバック電源の場合、その動作損失は主に次のように現れます。MOSFETの導通損失MOSFETの導通損失
スタンバイ状態では、主回路電流が小さく、MOSFET 導通時間 ton が非常に小さく、回路は DCM モードで動作するため、関連する導通損失、二次整流器損失は小さく、このとき、損失は主に寄生容量損失とスイッチングオーバーラップ損失および起動抵抗損失で構成されます。
スイッチングオーバーラップ損失、PWMコントローラとその起動抵抗損失、出力整流器損失、クランプ保護回路損失、フィードバック回路損失。最初の3つの損失は周波数に比例します。つまり、単位時間あたりのデバイススイッチの数に比例します。
スイッチング電源方式の待機効率を向上
損失分析によると、起動抵抗をカットオフし、スイッチング周波数を下げ、スイッチング回数を減らすことでスタンバイ損失を減らし、スタンバイ効率を向上させることができます。具体的な方法は、クロック周波数を下げる、高周波動作モードから低周波動作モードに切り替える、例えば、準共振モード（QuasiResonant、QR）からパルス幅変調（PulseWidthModulation、PWM）に切り替える、パルス幅変調からパルス周波数変調（PulseFrequencyModulation、PFM）に切り替える、電源のスタンバイ効率を切り替える。PFM、制御可能なパルスモード（BurstMode）などです。
始動抵抗器の切断
フライバック電源の場合、制御チップは起動後に補助巻線から電力を供給され、起動抵抗器の電圧降下は約300Vです。スタンバイ効率を向上させるには、起動後に抵抗器チャネルを切断する必要があり、ICE2DS02Gには起動後に抵抗器をオフにする専用の起動回路があります。コントローラに特別な起動回路がない場合は、抵抗器とコンデンサを直列に接続して起動することもできます。起動後の損失は徐々にゼロに減らすことができます。欠点は、電源がそれ自体を再起動できず、入力電圧を切断するだけで、コンデンサが放電して回路が再び起動することです。
