スイッチング電源技術の開発動向

スイッチング電源技術の開発動向

スイッチング電源の開発方向は、高周波、高信頼性、低消費電力、低ノイズ、耐干渉性、モジュール化です。 スイッチング電源のキーテクノロジーは軽量、小型、薄型、高周波であるため、海外の主要スイッチング電源メーカーは、特に二次整流素子の損失を改善するために、新しい高インテリジェンス部品の同時開発に注力しています。粉末鉄酸素（Mn?Zn）材料は科学技術革新を促進し、高周波での高い磁気性能と大きな磁束密度（Bs）を向上させ、デバイスの小型化もキーテクノロジーです。 SMT 技術の応用により、スイッチング電源は大きく進歩しました。 スイッチング電源は基板の両面に部品を配置することで軽量・小型・薄型を実現しています。 スイッチング電源の高周波化により、必然的に従来の PWM スイッチング技術が革新されます。 ZVSおよびZCSのソフトスイッチング技術はスイッチング電源の主流技術となり、スイッチング電源の動作効率が大幅に向上しました。 米国のスイッチング電源メーカーは、高信頼性インジケータの場合、動作電流とジャンクション温度を下げることでデバイスへのストレスを軽減し、製品の信頼性を大幅に向上させています。 モジュール化は、スイッチング電源の開発における一般的な傾向です。 モジュール式電源を使用して分散電源システムを構成したり、N+1冗長電源システムを設計して並列モードで容量拡張を実現したりできます。 スイッチング電源の動作ノイズが高いというデメリットに対し、高周波化だけを追求すると、その分ノイズも増大してしまうため、部分共振変換回路技術を用いることで理論的には高周波化とノイズ低減が可能ですが、共振変換技術の実用化には依然として技術的な問題があり、この技術を実用化するには、この分野でまだ多くの作業を行う必要があります。 パワーエレクトロニクス技術の継続的な革新により、スイッチング電源業界は幅広い発展の可能性を秘めています。 我が国のスイッチング電源産業の発展を加速するためには、技術革新の道を歩み、中国の特色ある産業・教育・研究の共同発展の道を抜け出し、我が国の急速な発展に貢献しなければなりません。国の国民経済。

スイッチング電源の待機効率を向上させる方法

カットスタート
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、起動抵抗での電圧降下は約 300V になります。 起動抵抗を47kΩとすると、消費電力は2W近くになります。 スタンバイ効率を向上させるには、起動後にこの抵抗チャネルを遮断する必要があります。 TOPSWITCH、ICE2DS02Gは内部に特別な起動回路を備えており、起動後に抵抗をオフにすることができます。 コントローラに特別な起動回路がない場合は、起動抵抗と直列にコンデンサを接続することもでき、起動後の損失を徐々にゼロにすることができます。 欠点は、電源が自動的に再起動できず、入力電圧を切断してコンデンサを放電した後でのみ回路を再起動できることです。

クロック周波数を下げる
クロック周波数は、滑らかにまたは急激に下げることができます。 滑らかな減少とは、フィードバックが特定のしきい値を超えると、特定のモジュールを通じてクロック周波数が直線的に減少することを意味します。

作業モードを切り替える
1. QR→pWM 高周波モードで動作するスイッチング電源の場合、スタンバイ時に低周波モードに切り替えることでスタンバイ損失を低減できます。 例えば、擬似共振型スイッチング電源（動作周波数数百kHz～数MHz）の場合、スタンバイ時に低周波パルス幅変調制御モードpWM（数十kHz）に切り替えることができます。 IRIS40xx チップは、QR と pWM を切り替えることでスタンバイ効率を向上させます。 電源が軽負荷でスタンバイ状態の場合、補助巻線の電圧が小さくQ1がオフとなり、共振信号がFB端子に伝わりません。 FB 電圧がチップ内部のしきい値電圧よりも低いため、擬似共振モードをトリガーできず、回路はより低い周波数で動作します。 PWM制御モード。 2. pWM→pFM 定格電力で pWM モードで動作するスイッチング電源の場合、pFM モードに切り替えること、つまりオン時間を固定してオフ時間を調整することによってもスタンバイ効率を向上させることができます。 負荷が低いほどオフタイムは長くなり、動作周波数は高くなります。 低い。 スタンバイ信号を pW/ ピンに追加します。定格負荷条件下では、ピンは High になり、回路は pWM モードで動作します。負荷が特定のしきい値を下回ると、ピンは Low になり、回路は pFM モードで動作します。 また、pWMとpFMの切り替えを実現することで、軽負荷時やスタンバイ時の電源効率も向上します。 クロック周波数を下げて動作モードを切り替えることで、スタンバイ動作周波数を下げ、スタンバイ効率を改善し、コントローラの動作を継続し、負荷範囲全体で出力を適切に調整できます。 負荷がゼロから全負荷へ、またはその逆に急激に変化した場合でも、迅速に応答します。 出力電圧降下とオーバーシュートの値は許容範囲内に保たれています。

制御可能なパルスモード
(BurstMode) 制御可能なパルス モードは、スキップ サイクル制御モード (SkipCycleMode) とも呼ばれ、軽負荷またはスタンバイ時に pWM コントローラーのクロック周期よりも長い周期を持つ信号によって制御される回路の特定のリンクを指します。 pWM 出力パルスが周期的に有効または無効になるため、スイッチの数を減らし、一定周波数でのデューティ サイクルを増加させることにより、軽負荷および待機時の効率を向上させることができます。 この信号は、フィードバック チャネル、pWM 信号出力チャネル、pWM チップ (LM2618、L6565 など) のイネーブル ピン、またはチップの内部モジュール (NCp1200、FSD200、L6565、TinySwitch シリーズ チップなど) に追加できます。