Експрес-режим Двосічний меч
Автор:
Ділан Хауз, інженер з програм, TT Electronics
Дата
07.06.2019
Розумні стратегії дозволяють уникнути несприятливого, а часто і непередбачуваного впливу на випромінювання РЧ та сумісність кінцевих продуктів
Клацніть на зображення, щоб збільшити
Рисунок 1: Форма сигналу Vg при відносно важкому резистивному навантаженні. (f = 100 кГц)
У відповідь на постійно змінювані стандарти енергоефективності виробники енергоресурсів використовують режим імпульсного режиму (серед безлічі інших стратегій енергозбереження), щоб зменшити споживання енергії в режимі очікування зовнішніх адаптерів живлення. Ефективні методи перетворення не обходяться без певних витрат. Режим серійного режиму може мати несприятливий, а часто і непередбачуваний вплив на випромінювання РЧ та сумісність кінцевих продуктів. Ця стаття надасть короткий огляд потенційних проблем та деякі можливі шляхи їх вирішення.
Коли в 2016 році Міністерство енергетики (DoE) запровадило свої звичні вимоги до ефективності VI рівня, виробники електронного обладнання по всьому світу мали зреагувати - прийняти нові стратегії, розроблені для задоволення нових жорстких вимог щодо ефективності середнього активного режиму та спокою споживання енергії. Зараз, коли законодавство рівня 2 Кодексу поведінки (CoC) наближається до прийняття в Європейському Союзі, схожа галузева тенденція набуває чинності. Нове законодавство вимагатиме, щоб вхідна потужність без навантаження для деяких зовнішніх адаптерів не перевищувала 75 мВт, а також визначатиме складну цільову ефективність для роботи при 10% від номінального навантаження. Виконання будь-якого з цих мандатів не є малим подвигом для енергопостачання, і використання режиму серійного режиму буде продовжувати виявлятись важливим у проектах, що рухаються вперед.
Burst-режим - це робочий режим, при якому ланцюг управління джерелом живлення та комутаційна схема (а іноді і додаткові функції) періодично вимикаються, коли навантаження постійного струму (DC) особливо слабка або відсутня. Характеристику можна розглядати як керуючий сигнал із робочим циклом, пропорційним навантаженню, накладеному на стандартний комутаційний сигнал з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ), який сам по собі є імпульсним сигналом із часом включення, пропорційним миттєве навантаження постійного струму. "Шлюзовий сигнал" у режимі серійної передачі просто має набагато довший період, так що кілька імпульсів ШІМ виникають під час одного "сплеску". Порівняно кажучи, багато енергії втрачається, коли напівпровідниковий польовий транзистор (MOSFET) з оксидом металу перемикає стан, що відбувається під час кожного циклу роботи стандартного імпульсного джерела живлення (SMPS). Ці втрати за одиницю часу пропорційні частоті перемикання (оскільки перемикач частіше змінює стан за одиницю часу). Якщо навантаження постійного струму невелика, і не потрібно переводити багато енергії з первинного на вторинне, робочий цикл ШІМ зменшиться до деякого мінімального значення, але інакше все одно мінятиме стан так само часто, припускаючи, що пристрій з фіксованою частотою.
Оскільки зміна робочого циклу ШІМ-сигналу не обов'язково впливає на ефективність, ідея додаткового шиберного сигналу полягає в тому, щоб повністю виключити цикли перемикання, які не потрібні для утримання навантаження, ефективно зменшуючи втрати від перемикання. Це важлива практика не тільки для роботи без навантаження (зменшення споживання в спокої), але і для роботи з невеликим навантаженням, оскільки домінування будь-якого механізму втрат помітно більше, коли вихідна потужність невелика. Для прикладу цього робочого режиму на малюнку 1 показаний імпульсний сигнал затвора MOSFET (Vg) репрезентативного джерела живлення під час роботи під великим резистивним навантаженням (звичайний, періодичний імпульсний механізм з фіксованим періодом та фіксованим робочим циклом), тоді як на малюнку 2 показано Vg при блок живлення працює в режимі вільного ходу. Малюнок 3 показує збільшений вигляд "сплесків", показаних на малюнку 2. Зверніть увагу, що початковий імпульсний блок не змінив частоту, а навпаки, цілі сегменти імпульсного механізму були виведені назовні, усуваючи безліч переходів MOSFET.
Клацніть на зображення, щоб збільшити
Малюнок 2: Імпульсний блок Vg, який замикається в режимі імпульсу. Окремі ШІМ-імпульси не видно через масштаб часу (див. Малюнок 3 для крупного плану)