Technische Methode zur Reduzierung des Stromverbrauchs eines Hochleistungs-Schaltnetzteils
Wenn derzeit die meisten Schaltnetzteile von Nennlast auf geringe Last und in den Standby-Zustand umgeschaltet werden, sinkt die Effizienz des Netzteils stark und die Standby-Effizienz kann die Anforderungen nicht erfüllen. Dies stellt eine neue Herausforderung für die Konstrukteure von Netzteilen dar.
Stromverbrauchsanalyse des Schaltnetzteils
Um den Standby-Verlust des Schaltnetzteils zu reduzieren und die Standby-Effizienz zu verbessern, sollte zunächst die Zusammensetzung des Schaltnetzteilverlusts analysiert werden. Am Beispiel des Flyback-Netzteils sind die Betriebsverluste hauptsächlich wie folgt: MOSFET-Leitungsverlust.
Im Standby-Zustand ist der Strom des Hauptstromkreises gering, die Einschaltzeit des MOSFET ist kurz und der Stromkreis arbeitet im DCM-Modus, sodass der damit verbundene Leitungsverlust und der sekundäre Gleichrichterverlust gering sind. Zu diesem Zeitpunkt besteht der Verlust hauptsächlich aus parasitären Kapazitätsverlusten, Schalterüberlappungsverlusten und Startwiderstandsverlusten.
Schalterüberlappungsverlust, PWM-Controller und dessen Startwiderstandsverlust, Ausgangsgleichrichterverlust, Klemmschutzschaltungsverlust, Rückkopplungsschaltungsverlust usw. Unter ihnen sind die ersten drei Verluste proportional zur Frequenz, d. h. zu den Schaltzeiten des Geräts pro Zeiteinheit.
Methoden zur Verbesserung der Standby-Effizienz von Schaltnetzteilen
Laut Verlustanalyse kann das Abschalten des Startwiderstands sowie die Reduzierung der Schaltfrequenz und Schaltzeiten den Standby-Verlust verringern und die Standby-Effizienz verbessern. Die spezifischen Methoden sind: Reduzierung der Taktfrequenz; Umschalten vom Hochfrequenz-Arbeitsmodus zum Niederfrequenz-Arbeitsmodus, beispielsweise vom Quasiresonanzmodus (QR) zur Pulsweitenmodulation (PWM) und von der Pulsweitenmodulation zur Pulsfrequenzmodulation (PFM); Kontrollierter Burst-Modus.
Den Anlaufwiderstand abschalten
Bei der Flyback-Stromversorgung wird der Steuerchip nach dem Start von der Hilfswicklung mit Strom versorgt, und der Spannungsabfall des Startwiderstands beträgt etwa 300 V V. Der Startwiderstand betrage 47 kΩ, und der Stromverbrauch betrage fast 2 W. Um die Standby-Effizienz zu verbessern, muss der Widerstandskanal nach dem Start abgeschaltet werden. TOPSWITCH, ICE2DS02G verfügt über eine spezielle Startschaltung im Inneren, die den Widerstand nach dem Start abschalten kann. Wenn der Controller keine spezielle Startschaltung hat, kann auch ein Kondensator in Reihe mit dem Startwiderstand geschaltet werden, und der Verlust nach dem Start kann allmählich auf Null reduziert werden. Der Nachteil besteht darin, dass die Stromversorgung nicht von selbst neu gestartet werden kann und die Schaltung erst wieder gestartet werden kann, nachdem die Eingangsspannung getrennt und der Kondensator entladen wurde.
