綠色開關電源的設計要點

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【中心議題】

       *介紹了綠色開關電源

       *給出了設計要點

【解決方案】

       *低功耗元件的選取

       *提高效率

    早期的開關電源由于技術不太成熟、器件性能的局限性,一些參數(shù)做得不太好像EMC難過關、待機功耗較大、效率不太高等。比如,早期的36W電源適配器的待機功耗有2W多,效率約78%;早期的計算機電源的待機功耗有35W,效率才72%左右。然而,減小開關電源的待機功耗、提高開關電源的效率是大有潛力可挖的,是全球電源行業(yè)共同關注的問題。

    隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,器件的性能提高,特別是節(jié)能型電源芯片如雨后春筍般涌現(xiàn),加上電路設計的成熟,要設計效率高、待機功耗小的節(jié)能型開關電源已是不太難的事情,設計節(jié)能型開關電源正是適應了節(jié)能減排的需求。近幾年來,美國“能源之星”的實施對設計和制造高性能的節(jié)能型開關電源起到了推波助瀾的作用。

    符合“能源之星”的開關電源又叫“綠色開關電源”,針對開關電源的“能源之星”已經(jīng)有了多個版本,隨著版本的升級,開關電源的效率越來越高,待機功耗越來越小,但設計難度也會越來越大。開關電源的效率一般在滿載輸出功率時測試,但CEC(美國加州)及“能源之星”規(guī)范中對設計的平均效率是在負載的四個測試點進行實際測量,這四個點是:25%,50%,75%1 0 0%,設計是有一定難度的。

    現(xiàn)在以圖一的電路圖為例,以美國加州能源之星法案(Ⅳ等級)Table U-220081月執(zhí)行)為設計依據(jù)來闡述設計綠色開關電源的要點。美國加州能源之星法案(Ⅳ等級)Table U-2的要求如下:

    注意1:表中Pn是外置型開關電源的標準輸出功率,Ln是自然對數(shù)。

    注意2:美國加州“能源之星”是強制執(zhí)行的,是美國加州地方法規(guī)。進入美國加州的商品開關電源必須遵守這一法規(guī)。我國不少廠商是按照美國加州“能源之星”法案來設計和生產(chǎn)綠色開關電源的。

    圖一所示是輸出為12V3A的并聯(lián)型反激式開關電源,作為14英寸至17英寸的液晶顯示器的電源適配器之用。