고전력 스위칭 전원 공급 장치의 전력 소비 감소를 위한 기술적 접근 방식
현재 대부분의 스위칭 전원 공급 장치가 정격 부하에서 경부하 및 대기 모드로 전환되면 전력 효율이 급격하게 떨어지며 대기 효율도 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 이는 전력 설계 엔지니어에게 새로운 과제를 제시합니다.
스위칭 전원 공급 장치의 전력 소비 분석
스위치 모드 전원의 대기 손실을 줄이고 대기 효율을 향상시키기 위해서는 먼저 스위치 모드 전원 손실의 구성을 분석할 필요가 있다. 플라이백 전원 공급 장치를 예로 들면, 동작 손실은 주로 MOSFET 전도 손실과 MOSFET 전도 손실로 나타납니다.
대기 모드에서는 주 회로 전류가 낮고 MOSFET 전도 시간 ton이 작으며 회로가 DCM 모드에서 작동하므로 관련 전도 손실, 2차 정류기 손실 등이 작습니다. 이때 손실은 주로 기생 용량 손실, 스위치 중첩 손실, 기동 저항 손실로 구성됩니다.
스위칭 중첩 손실, PWM 컨트롤러 및 시동 저항 손실, 출력 정류기 튜브 손실, 클램프 보호 회로 손실, 피드백 회로 손실 등 처음 세 가지 손실은 주파수에 정비례합니다. 즉, 단위 시간당 장치 스위치 수에 정비례합니다.
스위칭 전원 공급 장치의 대기 효율을 향상시키는 방법
손실 분석에 따르면 시동 저항을 차단하고 스위칭 주파수를 줄이며 스위치 수를 줄이면 대기 손실을 줄이고 대기 효율을 높일 수 있습니다. 구체적인 방법에는 다음이 포함됩니다. 클록 주파수를 줄입니다. 유사 공진(QR) 모드에서 펄스 폭 변조로 전환 등 고주파-주파수 작동 모드에서 저주파 작동 모드로 전환-
플라이백 전원 공급 장치의 경우 제어 칩은 시동 후 보조 권선에 의해 전원을 공급받으며 시동 저항기의 전압 강하는 약 300V입니다. 시작 저항을 47kΩ으로 설정하고 거의 2W의 전력을 소비합니다. 대기 효율을 높이려면 시동 후 저항 채널을 차단해야 합니다. TOPSWITCH, ICE2DS02G에는 시동 후 저항기를 끌 수 있는 전용 시동 회로가 내부에 있습니다. 컨트롤러에 전용 시동 회로가 없는 경우 커패시터를 시동 저항과 직렬로 연결할 수도 있으며 시동 후 손실은 점차적으로 0으로 감소할 수 있습니다. 단점은 전원 공급 장치가 자동으로 다시 시작될 수 없으며 입력 전압을 분리하고 커패시터를 방전한 후에만 회로를 다시 시작할 수 있다는 것입니다.
