高出力スイッチング電源の消費電力を削減するための技術的手法-
現在、ほとんどのスイッチング電源は定格負荷から軽負荷、スタンバイモードに切り替わると電力効率が急激に低下し、スタンバイ効率が要件を満たせなくなります。これは、電源設計エンジニアにとって新たな課題となります。
スイッチング電源の消費電力解析
スイッチモード電源のスタンバイ損失を低減し、スタンバイ効率を向上させるには、まず構成を分析する必要があります。
スイッチモード電源損失。フライバック電源を例にとると、その動作損失は主に MOSFET の導通損失と MOSFET の導通損失として現れます。
スタンバイ モードでは、主回路電流が低く、MOSFET の導通時間 ton が短く、回路は DCM モードで動作するため、関連する導通損失や二次整流器損失などが小さくなります。このときの損失は主に寄生容量損失、スイッチオーバーラップ損失、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 コントローラーとその始動抵抗損失、出力整流管損失、クランプ保護回路損失、フィードバック回路損失など。最初の 3 つの損失は周波数に正比例します。つまり、単位時間あたりのデバイスのスイッチ数に正比例します。
スイッチング電源の待機効率を向上させる方法
損失の解析によると、起動抵抗を遮断し、スイッチング周波数を下げ、スイッチの数を減らすことで、スタンバイ損失を低減し、スタンバイ効率を向上させることができます。具体的な方法としては、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への切り替え-。たとえば、準共振 (QR) モードからパルス幅変調 (PWM) への切り替え、およびパルス幅変調からパルス周波数変調 (PFM) への切り替え。制御可能なパルスモード (BurstMode)。
始動抵抗を遮断する
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、起動抵抗の両端の電圧降下は約 300V になります。始動抵抗を 47k Ω に設定すると、約 2W の電力を消費します。スタンバイ効率を向上させるには、起動後に抵抗チャネルを遮断する必要があります。 TOPSWITCH、ICE2DS02Gは内部に専用の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。コントローラに専用の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減らすことができます。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にのみ回路を再起動できることです。
