實(shí)現(xiàn)交流-直流電源的極低或零待機(jī)功耗
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2024-10-10 17:09:31 | 480 次閱讀
初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)通過(guò)偏置繞組使用磁反饋來(lái)閉合反饋環(huán)路。這使其成為最具成本效益的隔離式離線(xiàn)拓?fù)渲?,因?yàn)檫B接到偏置繞組的簡(jiǎn)單電阻分壓器足以調(diào)節(jié)輸出電壓。本文重點(diǎn)關(guān)注如何實(shí)現(xiàn)初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié) QR 反激式的低待機(jī)功耗。
原邊調(diào)節(jié)反激式
圖 1:初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)反激式圖 1 顯示了 Texas Instruments 的 PS QR 反激式控制器 (UCC28710) 的原理圖。準(zhǔn)諧振操作利用由電路寄生效應(yīng)和初級(jí)電感引起的諧振振鈴來(lái)降低開(kāi)關(guān)損耗(參見(jiàn)圖 2:開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓)。
變壓器磁芯完全消磁后(次級(jí)側(cè)電流已斜坡下降至零),將出現(xiàn)由初級(jí)電感和存儲(chǔ)在寄生開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電容中的能量引起的諧振振鈴。控制器檢測(cè)諧振振鈴的波谷并開(kāi)啟MOSFET。開(kāi)關(guān)頻率發(fā)生變化,以使開(kāi)關(guān)事件發(fā)生在波谷。谷底處的較低開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓降低了開(kāi)關(guān)損耗。
圖 2:開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓(初級(jí) MOSFET 的漏極至源極電壓)待機(jī)電源的組成
總待機(jī)功耗由兩個(gè)主要部分組成。
能量,每個(gè)開(kāi)關(guān)周期從輸入中獲取。
啟動(dòng)電路丟失。
輸入橋式整流器和大容量電容器的漏電損耗對(duì)總損耗也有一定影響,但它們非常?。词馆斎腚妷簽?230VAC,通常也低于 1mW),并且僅在實(shí)現(xiàn)零待機(jī)功耗時(shí)才需要考慮。
寄生開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電容和緩沖網(wǎng)絡(luò)也會(huì)增加待機(jī)功耗的額外損耗。
最小循環(huán)能量
控制器在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期從輸入中獲取最少的能量,稱(chēng)為最小周期能量。最低可能的最小循環(huán)能量的兩個(gè)限制因素是最小可控接通時(shí)間t on_min和最小開(kāi)關(guān)頻率f sw_min。 t on_min不能受設(shè)計(jì)者影響。該時(shí)間主要由前沿消隱時(shí)間決定,并在數(shù)據(jù)表中給出。相反,f sw_min可以由設(shè)計(jì)者選擇。通常,控制器的最小可能開(kāi)關(guān)頻率或所需的瞬態(tài)響應(yīng)定義為 f sw_min。不幸的是,低待機(jī)功耗和快速瞬態(tài)響應(yīng)之間需要權(quán)衡。 f sw_min越低,待機(jī)功耗越低,但這會(huì)對(duì)瞬態(tài)響應(yīng)產(chǎn)生負(fù)面影響。
為什么會(huì)這樣呢?初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)器不會(huì)持續(xù)監(jiān)控輸出電壓??刂破髟诿總€(gè)開(kāi)關(guān)周期僅對(duì)輔助電壓采樣一次,以控制輸出電壓。在其余時(shí)間里,控制器是盲目的。檢測(cè)負(fù)載瞬態(tài)可能需要一段時(shí)間,這意味著瞬態(tài)響應(yīng)在較長(zhǎng)的時(shí)間段和較低的開(kāi)關(guān)頻率下會(huì)更差。
啟動(dòng)電路
有一種電阻啟動(dòng)方法,該方法會(huì)導(dǎo)致待機(jī)功耗大幅增加,因?yàn)閱?dòng)電阻器永久連接到非常高的體電壓 VBLK,從而允許電阻器中耗散功率。對(duì)于低待機(jī)功耗應(yīng)用,必須使用主動(dòng)啟動(dòng)方法,如控制器 UCC28710(參見(jiàn)圖 1)。原理很簡(jiǎn)單,用常開(kāi)器件(通常是耗盡型 FET)代替啟動(dòng)電阻。一旦輸出電壓上升,控制器即可關(guān)閉啟動(dòng) FET。這顯著降低了啟動(dòng)電路中的損耗。
TVS 緩沖網(wǎng)絡(luò)
對(duì)于低待機(jī)功耗應(yīng)用,最好使用 TVS 緩沖器而不是 RCD(電阻器、電容器、二極管)緩沖器。雖然 TVS 緩沖器更昂貴,但它實(shí)現(xiàn)了更高的效率,因?yàn)樵?TVS 陰極電壓達(dá)到 Vin+Vclamp 之前功率不會(huì)耗散。
選擇正確的二極管也非常重要 - 如果TVS緩沖器用于谷底開(kāi)關(guān)拓?fù)?,則超快二極管非常重要。在一些低功耗應(yīng)用中,可以放棄緩沖網(wǎng)絡(luò)。這將進(jìn)一步降低待機(jī)功耗。
寄生開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電容
寄生開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電容C SN對(duì)待機(jī)功率也有影響。 C SN是 MOSFET (C oss )、變壓器、緩沖二極管、輸出二極管和布局的寄生電容之和。主導(dǎo)部分是 MOSFET 輸出電容 C oss。每個(gè)開(kāi)關(guān)周期能量EIN_PAR ( E IN_PAR = C SN *V BULK 2 ) 存儲(chǔ)在C SN中。該能量的一部分在開(kāi)關(guān)和緩沖器中耗散。剩余的能量被傳送到輔助和次級(jí)輸出。降低 CSN 有助于實(shí)現(xiàn)非常低的待機(jī)功耗。
最小負(fù)載要求
如果循環(huán)能量沒(méi)有被吸收,那么輸出電壓就會(huì)失去調(diào)節(jié),并且在輸出空載時(shí)會(huì)增加。通過(guò)在輸出上施加最小負(fù)載(通常以電阻器的形式)可以防止這種情況。事實(shí)上,較大的預(yù)負(fù)載可以改善瞬態(tài)響應(yīng),但會(huì)增加待機(jī)功耗。如果次級(jí)側(cè)部件能夠承受更高的輸出電壓,則可以使用非常低的最小負(fù)載,從而降低待機(jī)功耗。
版權(quán)與免責(zé)聲明
凡本網(wǎng)注明“出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬于維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng),轉(zhuǎn)載請(qǐng)必須注明維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng),http://m.58mhw.cn,違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它出處的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性,不承擔(dān)此類(lèi)作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),必須保留本網(wǎng)注明的作品出處,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
- LM317:高效構(gòu)建電壓源及電流源電路方案1
- 如何使用多相轉(zhuǎn)換器平衡電流2
- LTC4365 如何實(shí)現(xiàn)敏感電路過(guò)壓與反接保護(hù)3
- MOS 管邏輯電路五種門(mén)電路特性4
- 點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)控制電路簡(jiǎn)介5
- 單鍵開(kāi)關(guān)機(jī)電路與輕觸開(kāi)關(guān)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)解析6
- 二極管的恒壓降模型7
- MC34063電路計(jì)算公式及應(yīng)用講解8
- 3.3V - 1.8V 電平雙向轉(zhuǎn)換:多場(chǎng)景配置及獨(dú)特優(yōu)勢(shì)剖析9
- 液晶電視機(jī)電路結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵要點(diǎn)10
- XR2206函數(shù)發(fā)生器
- MC34063電路計(jì)算公式及應(yīng)用講解
- 二極管的恒壓降模型
- 點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)控制電路簡(jiǎn)介
- 如何使用多相轉(zhuǎn)換器平衡電流
- 液晶電視機(jī)電路結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵要點(diǎn)
- LTC4365 如何實(shí)現(xiàn)敏感電路過(guò)壓與反接保護(hù)
- 單鍵開(kāi)關(guān)機(jī)電路與輕觸開(kāi)關(guān)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)解析
- MOS 管邏輯電路五種門(mén)電路特性
- LM317:高效構(gòu)建電壓源及電流源電路方案














