綠色開關(guān)電源的設(shè)計要點

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【中心議題】

       *介紹了綠色開關(guān)電源

       *給出了設(shè)計要點

【解決方案】

       *低功耗元件的選取

       *提高效率

    早期的開關(guān)電源由于技術(shù)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(guān)、待機(jī)功耗較大、效率不太高等。比如,早期的36W電源適配器的待機(jī)功耗有2W多,效率約78%;早期的計算機(jī)電源的待機(jī)功耗有35W,效率才72%左右。然而,減小開關(guān)電源的待機(jī)功耗、提高開關(guān)電源的效率是大有潛力可挖的,是全球電源行業(yè)共同關(guān)注的問題。

    隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)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(shè)計的成熟,要設(shè)計效率高、待機(jī)功耗小的節(jié)能型開關(guān)電源已是不太難的事情,設(shè)計節(jié)能型開關(guān)電源正是適應(yīng)了節(jié)能減排的需求。近幾年來,美國“能源之星”的實施對設(shè)計和制造高性能的節(jié)能型開關(guān)電源起到了推波助瀾的作用。

    符合“能源之星”的開關(guān)電源又叫“綠色開關(guān)電源”,針對開關(guān)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(guān)電源的效率越來越高,待機(jī)功耗越來越小,但設(shè)計難度也會越來越大。開關(guān)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(shè)計的平均效率是在負(fù)載的四個測試點進(jìn)行實際測量,這四個點是:25%,50%,75%1 0 0%,設(shè)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(shè)計依據(jù)來闡述設(shè)計綠色開關(guān)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(guān)電源的標(biāo)準(zhǔn)輸出功率,Ln是自然對數(shù)。

    注意2:美國加州“能源之星”是強(qiáng)制執(zhí)行的,是美國加州地方法規(guī)。進(jìn)入美國加州的商品開關(guān)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(shè)計和生產(chǎn)綠色開關(guān)電源的。

    圖一所示是輸出為12V3A的并聯(lián)型反激式開關(guān)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。