“綠色”控制器滿足苛刻的電源效率

“綠色”控制器滿足苛刻的電源效率
就電源而言，要想滿足充電控制器當今苛刻的效率要求是頗具挑戰性的。光是 理解終端設備、電源點評以及管理機構間衆多不同的計劃和指令就已經很困難了。這些指令包括能源指令、加利福尼亞能源委員會以及歐盟待機效率倡議等。然而， 當您快速浏覽一下其中任何一項能源節約計劃，就會意識到電源設計人員面臨的最大的一個挑戰就是最小化輕負載和無負載時的功率損耗。下面就介紹五種降低離線 反向電源功耗的方法。
　　1、挑選一款“綠色”控制器。
　　控制器芯片是電源的中樞。選擇一款專門爲降低輕負載損耗而設計的器件是滿足大多數待機要求的關鍵的第一步。幸運的是，電源控制器芯片廠商通過推出新一代綠色模式控制器以達到對更高能效器件的要求。
　　這些綠色模式反向控制器中的大多數都爲電流模式控制，因此其控制信號包括了電源輸出端上負載大小的信息。輕負載時，該控制器進入一種觸發模式。在觸發 模式期間，這些控制器將會在開啓和關閉狀態間切換。在關閉狀態下，該控制器基本上進入睡眠狀態並且電源的功率組件處于空閑狀態（不進行切換）。由于在關閉 期間不會發生電源傳輸，因此輸出電壓開始下降。綠色模式控制器會監控輸出電壓並最終進入開啓狀態以補充輸出電壓。大部分的功率損耗都是發生在開啓狀態，因 此開啓-關閉占空比會大大影響整體效率。開啓狀態通常會持續數百微秒的時間，而就極輕的負載而言關閉狀態會根據負載的情況可持續數十毫秒的時間。
　　觸發模式的一個負面影響是會導致輸出端上一個額外的低頻率紋波電壓。在開啓狀態時，輸出包括了與電源正常開關相關的典型紋波電壓。然而，在觸發頻率下 會帶來更多的紋波含量，如圖1所示。由于觸發頻率很低，用一個L-C濾波器對其進行衰減是不切實際的。相反最好通過增加輸出電容來減少低頻輸出電壓偏離。

除了觸發模式運行以外，大多數綠色模式控制器都實施了其他能源節約特性，如通過控制器降低靜態電壓。許多控制器都使用准諧振開關來提升所有負載級別下的效率。准諧振反向電源使用了由變壓器漏極電感和寄生電容形成的諧振來以更低的損耗啓動。
　　2、最小化啓動電阻中的損耗。
　　大多數反向控制器都會自變壓器的輔助繞組生成其自己的偏置電源。但是它們需要設法完成初始啓動。從傳統上來說，這一工作是通過將一個電阻由整流AC電 壓連接至控制器VCC引腳實現的。該電阻要足夠低才能使該控制器具有足夠的電流在最低的AC輸入電壓下開啓。該電阻過低會導致過多的功耗並且不利于實現理 想的兼容性。
　　控制器所需的啓動電流通常會羅列在産品說明書電氣特性表格的頂端附近。最新的綠色模式控制器將該電流下降低到了50μA以下。就必須要運行在 85V~265V常見的AC輸入電壓範圍的電源而言，使用一個2MΩ的上拉電阻將會確保在低電壓時至少50μA的啓動電流。在額定的120VUS線路電壓 時（通常需要兼容性測試），該電阻僅消耗13mW的功耗。雖然13mW可能不會打破功率預算，但在額定的230V歐洲線路電壓下，電阻器的功率損耗就會增 加4倍之多。根據應用和待機期間系統負載的不同，52mW可能就是一個很大的功耗了。
　　一些控制器可以接通一個晶體管提供啓動電流，該晶體管在控制器完成一個成功的啓動序列後就會關閉。該晶體管會額外增加外部組件數量，有時也會包括在控 制器芯片之中。無論是哪種情況，該額外的高電壓晶體管都會增加成本敏感産品的成本。此外，將該晶體管像控制器那樣集成到同一個封裝中會導致漏電、清除和可 靠性問題。
　　4、將二次穩壓電路的功耗降低數毫瓦。
　　當談及待機損耗時，所有的電路都會涉及到，其中包括調節輸出的誤差放大器。圖4的左側部分顯示了一個12V電源的典型穩壓電路。常用的TL431需要 至少1mA的靜態電流來確保穩壓。這是通過R2實現的，其通常會導致15mW~50mW的損耗。R3和R4的電阻分壓器對輸出電壓進行了設置。憑借一個 12。6kΩ的串聯電阻，這些電阻消耗的功耗便爲11mW。


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