開關(guān)電源的選用
開關(guān)電源在輸入抗干擾性能上,由于其自身電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)(多級串聯(lián)),一般的輸入干擾如浪涌電壓很難通過,在輸出電壓穩(wěn)定度這一技術(shù)指標(biāo)上與線性電源相比具有較大的優(yōu)勢,其輸出電壓穩(wěn)定度可達(dá)(0.5~1)%。開關(guān)電源模塊作為一種電力電子集成器件,要注意選擇。
提高待機(jī)效率的方法
切斷啟動(dòng)電阻
對于反激式電源,啟動(dòng)后控制芯片由輔助繞組供電,啟動(dòng)電阻上壓降為300V左右。設(shè)啟動(dòng)電阻取值為47k Q,消耗功率將近2W。要改善待機(jī)效率,必須在啟動(dòng)后將該電阻通道切斷。TOPSWITCH,ICE2DS02G內(nèi)部設(shè)有專門的啟動(dòng)電路,可在啟動(dòng)后關(guān)閉該電阻。若控制器沒有專門啟動(dòng)電路,也可在啟動(dòng)電阻串接電容,其啟動(dòng)后的損耗可逐漸下降至零。缺點(diǎn)是電源不能自重啟,只有斷開輸入電壓,使電容放電后才能再次啟動(dòng)電路。
降低時(shí)鐘頻率
時(shí)鐘頻率可平滑下降或突降。平滑下降就是當(dāng)反饋量超過某一閾值,通過特定模塊,實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘頻率的線性下降。
切換工作模式
1. QR→PWM對于工作在高頻工作模式的開關(guān)電源,在待機(jī)時(shí)切換至低頻工作模式可減小待機(jī)損耗。例如,對于準(zhǔn)諧振式開關(guān)電源(工作頻率為幾百kHz到幾MHz) ,可在待機(jī)時(shí)切換至低頻的脈寬調(diào)制控制模式PWM(幾十kHz ) 。
IRIS40xx 芯片就是通過QR 與 PWM切換來提高待機(jī)效率的。當(dāng)電源處于輕載和待機(jī)時(shí)候,輔助繞組電壓較小,Q1關(guān)斷,諧振信號不能傳輸至FB端,FB電壓小于芯片內(nèi)部的一個(gè)門限電壓,不能觸發(fā)準(zhǔn)諧振模式,電路則工作在更低頻的脈寬調(diào)制控制模式。
2.PWM→PFM
對于額定功率時(shí)工作在PWM模式的開關(guān)電源,也可以通過切換至PFM模式提高待機(jī)效率,即固定開通時(shí)間,調(diào)節(jié)關(guān)斷時(shí)間,負(fù)載越低,關(guān)斷時(shí)間越長,工作頻率也越低。將待機(jī)信號加在其PW/引腳上,在額定負(fù)載條件下,該引腳為高電平,電路工作在PWM模式,當(dāng)負(fù)載低于某個(gè)閾值時(shí),該引腳被拉為低電平,電路工作在PFM模式。實(shí)現(xiàn)PWM和 PFM的切換,也就提高了輕載和待機(jī)狀態(tài)時(shí)的電源效率。
通過降低時(shí)鐘頻率和切換工作模式實(shí)現(xiàn)降低待機(jī)工作頻率,提高待機(jī)效率,可保持控制器一直在運(yùn)作,在整個(gè)負(fù)載范圍中,輸出都能被妥善的調(diào)節(jié)。即使負(fù)載從零激增至滿負(fù)載的情況下,能夠快速反應(yīng),反之亦然。輸出電壓降和過沖值都保持在允許范圍內(nèi)。
可控脈沖模式(BurstMode)
可控脈沖模式,也可稱為跳周期控制模式(SkipCycleMode)是指當(dāng)處于輕載或待機(jī)條件時(shí),由周期比PWM控制器時(shí)鐘周期大的信號控制電路某一環(huán)節(jié),使得PWM的輸出脈沖周期性的有效或失效,這樣即可實(shí)現(xiàn)恒定頻率下通過減小開關(guān)次數(shù),增大占空比來提高輕載和待機(jī)的效率。該信號可以加在反饋通道,PWM信號輸出通道,PWM芯片的使能引腳(如 LM2618,L6565)或者是芯片內(nèi)部模塊(如NCP1200,FSD200,L6565和TinySwitch 系列芯片))。
輸出計(jì)算
因開關(guān)電源工作效率高,一般可達(dá)到80%以上,故在其輸出電流的選擇上,應(yīng)準(zhǔn)確測量或計(jì)算用電設(shè)備的最大吸收電流,以使被選用的開關(guān)電源具有高的性能價(jià)格比,通常輸出計(jì)算公式為:
ls=KIf
式中: Is—開關(guān)電源的額定輸出電流;If—用電設(shè)備的最大吸收電流;
K—裕量系數(shù),一般取1.5~1.8;
接地
開關(guān)電源比線性電源會(huì)產(chǎn)生更多的干擾,對共模干擾敏感的用電設(shè)備,應(yīng)采取接地和屏蔽措施,按ICE1000、EN61000、FCC 等EMC限制,開關(guān)電源均采取EMC電磁兼容措施,因此開關(guān)電源一般應(yīng)帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術(shù)的HA系列開關(guān)電源,將其FG端子接大地或接用戶機(jī)殼,方能滿足上述電磁兼容的要求。
保護(hù)電路
開關(guān)電源在設(shè)計(jì)中必須具有過流、過熱、短路等保護(hù)功能,故在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首選保護(hù)功能齊備的開關(guān)電源模塊,并且其保護(hù)電路的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與用電設(shè)備的工作特性相匹配,以避免損壞用電設(shè)備或開關(guān)電源。