詳解如何實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源待機(jī)低功耗
1、引言
隨著能源效率和環(huán)保的日益重要，人們對(duì)開關(guān)電池待機(jī)效率期望越來(lái)越高，客戶要求電池制造商提供的電池產(chǎn)品能滿足BLUE ANGEL，ENERGY STAR， ENERGY 2000等綠色能源標(biāo)準(zhǔn)，而歐盟對(duì)開關(guān)電池的要**：到2005年，額定功率為0.3W~15W，15W~50W和50W~75W的開關(guān)電池，待機(jī)功耗需分別小于0.3W，0.5W和0.75W。而目前大多數(shù)開關(guān)電池由額定負(fù)載轉(zhuǎn)入輕載和待機(jī)狀態(tài)時(shí)，電池效率急劇下降，待機(jī)效率不能滿足要求。這就給電池設(shè)計(jì)工程師們提出了新的挑戰(zhàn)。
2、開關(guān)電池功耗分析
要減小開關(guān)電池待機(jī)損耗，提高待機(jī)效率，首先要分析開關(guān)電池?fù)p耗的構(gòu)成。以反激式電池為例，其工作損耗主要表現(xiàn)為：MOSFET導(dǎo)通損耗 http://www.yuewei-gd.com/
MOSFET寄生電容損耗
開關(guān)交疊損耗，PWM控制器及其啟動(dòng)電阻損耗，輸出整流管損耗，箝位保護(hù)電路損耗，反饋電路損耗等。其中前三個(gè)損耗與頻率成正比關(guān)系，即與單位時(shí)間內(nèi)器件開關(guān)次數(shù)成正比。
在待機(jī)狀態(tài)，主電路電流較小，MOSFET導(dǎo)通時(shí)間ton很小，電路工作在DCM模式，故相關(guān)的導(dǎo)通損耗，次級(jí)整流管損耗等較小，此時(shí)損耗主要由寄生電容損耗和開關(guān)交疊損耗和啟動(dòng)電阻損耗構(gòu)成。
3、提高待機(jī)效率的方法
根據(jù)損耗分析可知，切斷啟動(dòng)電阻，降低開關(guān)頻率，減小開關(guān)次數(shù)可減小待機(jī)損耗，提高待機(jī)效率。具體的方法有：降低時(shí)鐘頻率;由高頻工作模式切換至低頻工作模式，如準(zhǔn)諧振模式（Quasi Resonant，QR）切換至脈寬調(diào)制（Pulse Width Modulation，PWM）， 脈寬調(diào)制切換至脈沖頻率調(diào)制（Pulse Frequency Modulation， PFM）;可控脈沖模式（Burst Mode）。
3.1 切斷啟動(dòng)電阻
對(duì)于反激式電池，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47kΩ，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(méi)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)是電池不能自重啟，只有斷開輸入電壓，使電容放電后才能再次啟動(dòng)電路。而圖1所示的啟動(dòng)電路，則可避免以上問(wèn)題，而且該電路功耗僅為0.03W。不過(guò)電路增加了復(fù)雜度和成本。
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