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更高能量转换效率的电源解决方案

时间:2021-08-11 11:55 点击次数:
  本文摘要:能耗是十分热门的话题,能量切换也因此具备更为最重要的意义。电子设备早已沦为我们日常生活中必不可少的一部分,增加这些设备的能耗将具备十分最重要的意义。 新型的IC技术既可以超过节约能源的目的,还可以以低成本维持所需的功能和性能。通过1W倡议等活动,业界在增加待机功耗上早已获得了相当大进展,目前的重点早已移往到了有源模式上。 美国EPA的能源之星计划对计算机在各种阻抗下的大于效率制订了标准,对企业服务器、外置电源模块和机顶盒的标准也在制订当中。

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能耗是十分热门的话题,能量切换也因此具备更为最重要的意义。电子设备早已沦为我们日常生活中必不可少的一部分,增加这些设备的能耗将具备十分最重要的意义。

新型的IC技术既可以超过节约能源的目的,还可以以低成本维持所需的功能和性能。通过1W倡议等活动,业界在增加待机功耗上早已获得了相当大进展,目前的重点早已移往到了有源模式上。  美国EPA的能源之星计划对计算机在各种阻抗下的大于效率制订了标准,对企业服务器、外置电源模块和机顶盒的标准也在制订当中。能源之星的标准迅速被日本、中国、欧洲和澳大利亚所接纳。

电源在增加能源消耗方面将充分发挥关键作用,在如何提高效率上经常出现了一些新的注目重点。  传统流形技术  输出电压范围、输入电流和输入电压要求了搭配何种流形方案。在商用的高容量电源中,搭配何种流形的决定因素经常是成本,设计者对流形的熟知程度,以及元器件否更容易订购。  常用的传统流形结构是单电源前向(1Sw)、双电源前向(2Sw)和双电源半桥(HB)结构。

这三种结构可以获取平稳的具备成本效益的解决方案,但在一定的成本约束下,约将近所需的效率。典型的电源适配器和高容量电源的峰值效率可以超过60%~70%,但在重阻抗条件下的效率很差。

目前的法规拒绝,在20%、50%和剩阻抗条件下的效率都要超过80%,而且还必需维持非常低的待机功耗。  电源前向  电源前进流形(闻图1)是十分常用的一种结构,更容易设计、性能平稳、成本便宜,并且所需的元器件也较较少。在装载或相似装载的情况下,这种流形的效率受限于50%的频率,较低频率不会使匝数比比较较低,原边电流比较较高。在重阻抗条件下,电源损失不会使效率显得很差。

在现在的很多设计中,经常使用PFC(功率因数校正)前端来增加谐波电流。当使用功率因数校正的输入电压在400V以内时,单电源前向必需用于耐压小于900V的电源FET,这样就不会减少成本。

    图1非常简单平稳的1-Sw前向拓补  双电源前向  2-Sw电源前向流形(闻图2)是在单电源前向的基础改良后的设计,目的解决问题电源电压范围较宽的问题。这种流形提升了电源的电压等级,以使输出电压最大化,但不必须两个电源,其结构依然是软电源流形,因此开关损耗较高。

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为驱动高压外侧的MOSFET所减少的启动电路和驱动器使得系统的复杂度也提升了。    图22-Sw前向拓补减少对电源管的电压拒绝  半桥流形  半桥转换器(闻图3)可以符合更高输出功率的拒绝。半桥转换器可展开两个四象限操作者,减少了原边FET的电流形变,这一点类似于双电源前向转换器。

变压器的结构和输入整流比前向流形的更加简单,同前向转换器一样,半桥转换器的开关损耗也是一个相当大的问题。


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