开关电源功耗分析

《开关电源功耗分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《开关电源功耗分析（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、开关电源功耗分析 摘要：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。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。本文简要介绍提高开 关电源待机效率的方法。关键词：损耗开关电源效率构成一、引言 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0.3W15W, 15W50W和50W75W 的开关电源，待机功耗需分别小于0.3W, 0.5W和

2、0.75W.而目前大多 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。二、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 寄生电容损耗，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。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

3、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。三、提高待机效率的方法 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)。(一) 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

4、降 为300V左右。设启动电阻取值为47kQ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。(二) 降低时钟频率 时钟频率可平滑下降或突降。平滑下降就是当反馈量超过某一阈值， 通过特定模块，实现时钟频率的线性下降oPOWER公司的TOPSwitch-GX 和 SG 公司的 SG6848 芯片内置了这样的模块，能根据负载大小调节频 率。（三）切换工作模式1.QRPWM对于工作在高频工作模式的开关电源，在待机时切换至低 频工作模式可减小待机损耗。例如，对于准谐振式开关电源（工作频 率为几百kHz到几MHz）,可在待机时切换至低频的脉宽调制控制模式PWM （几十 kHz）。