開關(guān)電源損耗分析及脈沖跳躍技術(shù):開關(guān)電源的損耗包含導(dǎo)通損耗、開關(guān)損耗以及外圍控制電路損耗,電路不同部分的損耗成因各不相同,因此抑制損耗的方法也有不同。需要用數(shù)學(xué)方程式量化這些損耗,進(jìn)而整理出降低各部分損耗的方法,才能得出具體有效降低整體損耗的方案。
導(dǎo)通損耗和切換損耗與轉(zhuǎn)換器開關(guān)頻率的關(guān)系非常密切,而較高的頻率可以降低轉(zhuǎn)換器對(duì)儲(chǔ)能元件(電感與電容)大小的要求。為了降低轉(zhuǎn)換器待機(jī)時(shí)的損耗而讓轉(zhuǎn)換器在低負(fù)載或空載時(shí)將開關(guān)頻率降低,可以兼顧到元件體積與能量損耗。目前已有多種技術(shù)基于這種概念應(yīng)用到實(shí)際電源管理ic上。
當(dāng)負(fù)載降低時(shí),驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)的開關(guān)脈沖將被遮蔽(即跳過),部分脈沖被省略也即等效于降低了開關(guān)頻率,可降低高頻開關(guān)帶來的損耗,然而這種降頻方式會(huì)造成輸出電壓突降或突升。
在回掃轉(zhuǎn)換器里,初級(jí)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)能量?jī)?chǔ)存在變壓器激磁電感中,開關(guān)截止后,原先儲(chǔ)存的能量被釋放到負(fù)載一側(cè)。儲(chǔ)存在激磁電感中的功率可以表示為:(fs×vin2×ton2)/(2×lp)。
當(dāng)負(fù)載降低到一定程度時(shí),脈沖跳躍機(jī)制將使有效開關(guān)頻率減半,這意味著轉(zhuǎn)換器供應(yīng)負(fù)載的功率減半,因此回掃電路將增加脈沖寬度以補(bǔ)足輸出負(fù)載所需要的功率,而在脈沖寬度增加到負(fù)載所需功率之前,輸出電壓將產(chǎn)生突降。相反的情形發(fā)生在等效開關(guān)頻率增加時(shí),輸出電壓將發(fā)生突升。這種負(fù)載變動(dòng)時(shí)輸出電壓突升與突降是開關(guān)頻率非連續(xù)變動(dòng)(以整數(shù)倍增加或降低)的必然結(jié)果。