一种大功率开关电源降低功耗的经典技术方法-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

随着能源效率和环保的日益重要，人们对开关电源待机效率期望越来越高，客户要求电源制造商提供的电源产品能满足 BLUEANGEL，ENERGYSTAR，ENERGY2000等绿色能源标准，而欧盟对开关电源的要求是：到2005年，额定功率为 0.3W~15W，15W~50W和50W~75W的开关电源，待机功耗需分别小于0.3W，0.5W和0.75W。

目前大多数开关电源由额定负载转入轻载和待机状态时，电源效率急剧下降，待机效率不能满足要求。这就给电源设计工程师们提出了新的挑战。

开关电源功耗分析

要减小开关电源待机损耗，提高待机效率，首先要分析开关电源损耗的构成。以反激式电源为例，其工作损耗主要表现为：MOSFET导通损耗MOSFET导通损耗

在待机状态，主电路电流较小，MOSFET导通时间ton很小，电路工作在DCM模式，故相关的导通损耗，次级整流管损耗等较小，此时损耗主要由寄生电容损耗和开关交叠损耗和启动电阻损耗构成。

开关交叠损耗，PWM控制器及其启动电阻损耗，输出整流管损耗，箝位保护电路损耗，反馈电路损耗等。其中前三个损耗与频率成正比关系，即与单位时间内器件开关次数成正比。

提高开关电源待机效率的方法

根据损耗分析可知，切断启动电阻，降低开关频率，减小开关次数可减小待机损耗，提高待机效率。具体的方法有：降低时钟频率;由高频工作模式切换至低频工作模式，如准谐振模式(QuasiResonant，QR)切换至脉宽调制(PulseWidthModulation，PWM)，脉宽调制切换至脉冲频率调制(PulseFrequencyModulation，PFM；可控脉冲模式(BurstMode)。

切断启动电阻

对于反激式电源，启动后控制芯片由辅助绕组供电，启动电阻上压降为300V左右。设启动电阻取值为47kΩ，消耗功率将近2W。要改善待机效率，必须在启动后将该电阻通道切断。TOPSWITCH，ICE2DS02G内部设有专门的启动电路，可在启动后关闭该电阻。若控制器没有专门启动电路，也可在启动电阻串接电容，其启动后的损耗可逐渐下降至零。缺点是电源不能自重启，只有断开输入电压，使电容放电后才能再次启动电路。

关键字：大功率开关电源降低功耗编辑：探路者引用地址：一种大功率开关电源降低功耗的经典技术方法

上一篇：一种基于MC32P21单片机的移动电源电路设计
下一篇：基于无APFC的全压开关电源电路设计方案与实现

推荐阅读最新更新时间：2023-10-12 22:34

反激开关电源输出电容计算

1、设定开关工作频率：f=60kHz，输出电流Io=1A；根据变压器，输入、输出电压求实际最大占空比Dmax=0.457； 2、计算Toff、Ton： Toff=1/f*(1-Dmax)=9.05 Ton=1/f*Dmax=7.62 3、计算输出峰值电流： 4、根据反激式输出波形，来计算输出电容量：由上图波形可知：Io减少、Uo也减小，即输出电解电容主要维持t1到t2时间段电压。设输出纹波为120mV则： 5、纹波电流，一般取输出电流的5%～20%，即Inppl=20%*1=0.2A实际每个电解电容的纹波电流为0.2A，故满足设计要求。

[电源管理]

基于单片机的脉冲快速充电系统的设计

采用的是反激式的开关电源电路，反激式开关电源比正激式开关电源少用了一个大的储能滤波电感，以及一个续流二极管，因此，反激式开关电源的电路比较简单，且体积小、成本低。此外，反激式开关电源输出电压受占空比的调制幅度，相对于正激式开关电源来要高很多，因此，反激式开关电源要求调控占空比的误差信号幅度要比较低，误差信号放大器的增益和动态范围也要较小。正是由于这些优点，反激式开关电源在目前家电领域中被广泛的使用。其电源电路如图1所示。 UC3842是目前比较理想的新型的脉宽调制器，因此开关电源电路控制芯片采用UC3842。由该集成电路构成的开关稳压电源与电压控制型脉宽调制开关稳压电源相比具有以下特点：1)微调的振荡器放电电流，可精确控制占空比

[单片机]

深度了解新颖大功率测试电源全全掌控游戏规则！

提起输出10A以上大功率可调稳压电源，凡是有过接触的读者都会联想起：巨大的带抽头的电源变压器、体积很大的散热器，多个大功率调整管固定其上，至少lOW以上的仪表风机不停转动为之散热、加上密布元件的控制板，足以体现出其结构复杂程度。颇为壮观的仪器。很多的开关、电位器、复杂的设定和LED或LCD显示装置似乎很有高科技的味道。但从基本结构上来看，串联稳压电路实在缺少创意。大型电源上仍然为一品当朝。其效率低、调整管功耗大的缺点。至今为人们所垢病。能不能采用效率高、管耗小的高频开关电源呢？答案是在很多场合，如无刷电机检测方面。根本无法正常使用，原因很简单，开关电源输出并不纯净，在阻性负载时并无影响，但接PWM方式工作的脉动很大的负载时就力

[电源管理]

深度了解新颖<font color='red'>大功率</font>测试电源全全掌控游戏规则！

开关电源设计“利器”Mathcad使用技巧详解

　　Mathcad在我们平常的电源设计中，起到了非常重要的作用，有时甚至被工程师们称为“办公计算利器”Mathcad渐渐成了一个必不可少的工具，它可以使我们的工作效率提高。对于Mathcad，大多工程师并没有经过系统的学习，基本都是自学的，看着一些例子依葫芦画瓢。本文中将分享一些关于在电源设计中用到Mathcad的一些技巧。　　其中主要有以下几方面内容：　　1、快速掌握快捷键。说到快捷键，大家估计很多看了就忘了，其实我们需要记忆一些重要的常用的即可，这样可以帮助我们快速的生成公式。　　2、用5种方法求方程的根　　1）调用root（f（x）， x，［a， b］）函数计算。这个函数表示当发f（x）=0的时候，x的根落在区间

[电源管理]

<font color='red'>开关电源</font>设计“利器”Mathcad使用技巧详解

从构思到实践--如何完成开关电源的合理设计

　　开关电源已经成为了我们电路设计当中的主角，甚至可以说已经成为了与行业发展密不可分的一部分。与传统线性电源相比，在某一输出功率点上线性电源的成本要高于开关电源，常见的开关电源可以分为两种，隔离与非隔离。　　在本篇文章当中，我们将主要对隔离式开关电源的拓扑形式进行探讨。所以在下面的文章当中，如果没有任何特殊的说明，文中提及的电源将均指隔离电源。隔离电源按照结构形式不同，可分为两大类：正激式和反激式。反激式指在变压器原边导通时副边截止，变压器储能。原边截止时，副边导通，能量释放到负载的工作状态，一般常规反激式电源单管多，双管的不常见。正激式指在变压器原边导通同时副边感应出对应电压输出到负载，能量通过变

[电源管理]

MPS携新型ACDC电源解决方案迎接低碳新时代

低碳时代到来，引领小型化和高效率趋势开关电源在80年代替代线性电源之后，电源效率得到了极大的提升，尺寸也大大减少。随着开关电源在各个应用上的不断发展和消费者对便携性的要求，开关电源继续朝着小型化，轻量化的趋势发展。近年来，碳达峰、碳中和“3060”目标开启了低碳新时代，随着节能减排的要求越来越严，人们对环保节能低耗绿色提出了更高要求，对开关电源的能效标准也越来越严。比如，欧盟执委会最新的CoCV5六级能效标准第二阶段，美国能源部DoE6六级能效都对空载功耗、效率提出了更高的要求，来达到节能减排的目的。开关电源的挑战不断升级提高开关频率可以大大减少无源器件的尺寸，包括电感、电容及变压器。对于AC/DC 离线开关电源

[电源管理]

一种新型高压大功率小信号放大电路

摘要：简要分析了UC3637双PWM控制器和IR2110的特点，工作原理。由UC3637和IR2110共同构建一种高压大功率小信号放大电路，并通过实验验证了其可行性。关键词：小信号放大器；双脉宽调制；悬浮驱动；高压大功率引言现有的很多小信号放大电路都是由晶体管或MOS管的放大电路构成，其功率有限，不能把电路的功率做得很大。随着现代逆变技术的逐步成熟，尤其是SPWM逆变技术，使信号波形能够很好地在输出端重现，并且可以做到高电压，大电流，大功率。SPWM技术的实现方法有两种，一种是采用模拟集成电路完成正弦调制波与三角波载波的比较，产生SPWM信号；另一种是采用数字方法。随着应用的深入和集成技术的发展，已商品化的专用集成电

[电源管理]

车载电源系统开关电源的设计

目前世界各国正在研究48VDC汽车用电源系统，欧共体计划从2008年开始采用48VDC电源系统。如何在48VDC电源系统下兼容12VDC电子设备成为了一个课题。通过线性稳压电源实现48VDC/12VDC的转换会产生很大的功率损耗，缺点明显。本文提出了一种具有过载和短路保护的车载电源系统的开关电源设计方案。该方案采用单端反激式结构实现48VDC/12VDC的转换，输出电压稳定，波纹小，不间断，性能可靠且电源损耗小。 UC3842的保护电路设计 1 UC3842的典型应用 UC3842是高性能的单端输出式电流控制型脉宽调制（PWM）芯片，其典型应用电路如图1所示。图1 UC3842典型应用电路 2 过

[应用]

热门资源推荐
热门放大器推荐

小广播

热门活动

换一批

■免费申请 | 上百份MPS MIE模块，免费试用还有礼！

■PI 电源小课堂|无 DC-DC 变换实现多路高精度输出反激电源

■有奖直播报名:大联大世平集团&恩智浦 | AI 无所不在，单板电脑也可以

■2024 瑞萨电子MCU/MPU工业技术研讨会——深圳、上海站，火热报名中

Vishay线上图书馆

白皮书技术文章视频热门推荐