Phương pháp kỹ thuật giảm tiêu thụ điện năng của nguồn điện chuyển mạch công suất cao
Hiện nay, khi hầu hết các nguồn điện chuyển mạch được chuyển từ tải định mức sang tải nhẹ và trạng thái chờ, hiệu suất nguồn điện giảm mạnh và hiệu suất dự phòng không thể đáp ứng được yêu cầu. Điều này đặt ra một thách thức mới cho các kỹ sư thiết kế cung cấp điện.
Phân tích mức tiêu thụ điện năng của nguồn điện chuyển mạch
Để giảm tổn thất dự phòng của nguồn điện chuyển mạch và cải thiện hiệu suất dự phòng, trước tiên cần phân tích thành phần tổn thất nguồn điện chuyển mạch. Lấy bộ nguồn flyback làm ví dụ, tổn thất khi vận hành của nó chủ yếu như sau: Tổn hao dẫn MOSFET.
Ở trạng thái chờ, dòng điện của mạch chính nhỏ, thời gian BẬT của MOSFET nhỏ và mạch hoạt động ở chế độ DCM nên tổn thất dẫn điện liên quan và tổn thất chỉnh lưu thứ cấp nhỏ. Tại thời điểm này, tổn thất chủ yếu bao gồm tổn thất điện dung ký sinh, tổn thất chồng chéo công tắc và mất điện trở khởi động.
Mất chồng chéo công tắc, tổn thất điện trở khởi động và tổn thất điện trở khởi động của nó, tổn thất chỉnh lưu đầu ra, tổn thất mạch bảo vệ kẹp, tổn thất mạch phản hồi, v.v. Trong số đó, ba tổn thất đầu tiên tỷ lệ thuận với tần số, tức là theo thời gian chuyển mạch của thiết bị mỗi đơn vị thời gian.
Các phương pháp nâng cao hiệu quả dự phòng của nguồn điện chuyển mạch
Theo phân tích tổn thất, việc cắt điện trở khởi động, giảm tần số chuyển mạch và thời gian chuyển mạch có thể giảm tổn thất ở chế độ chờ và cải thiện hiệu quả ở chế độ chờ. Các phương pháp cụ thể là: giảm tần số xung nhịp; Chuyển từ chế độ làm việc tần số cao sang chế độ làm việc tần số thấp, chẳng hạn như chế độ QuasiResonant (QR) sang PulseWidthModulation (PWM) và điều chế độ rộng xung sang PulseFrequencyModulation (PFM); Chế độ Burst được kiểm soát
Cắt điện trở khởi động
Đối với nguồn điện flyback, chip điều khiển được cấp nguồn bởi cuộn dây phụ sau khi khởi động và độ sụt điện áp của điện trở khởi động là khoảng 300V V. Đặt điện trở khởi động là 47kΩ và mức tiêu thụ điện năng là gần 2W. Để nâng cao hiệu quả chờ, kênh điện trở phải được cắt sau khi khởi động. TOPSWITCH, ICE2DS02G có mạch khởi động đặc biệt bên trong, có thể tắt điện trở sau khi khởi động. Nếu bộ điều khiển không có mạch khởi động đặc biệt, tụ điện cũng có thể được mắc nối tiếp với điện trở khởi động và tổn thất sau khi khởi động có thể giảm dần về 0. Điểm bất lợi là nguồn điện không thể tự khởi động lại và mạch chỉ có thể được khởi động lại sau khi ngắt điện áp đầu vào và xả tụ điện.
