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聚焦电源技术

日期:2012-12-31


  
作者:David G. Morrison,编辑,How2Power.com

  提高计算和其他应用电源效率的驱动器,不再侧重于只是实现电源额定输出的最高效率,而是针对整个负载范围内效率的最大化。这种担忧反映在如80Plus的能效标准中,其目的是提高反映实际产品使用条件的电源效率,因此建立了平均效率或不同负荷水平效率的最低要求。由于PFC(功率因数校正)级通常是升压转换器,对整体供电效率有显著的影响,进行中的努力可优化整个负载范围内这些级的效率。

  那些努力改善PFC级效率的是PFC控制器IC供应商。这些公司都在开发新的控制技术,以便根据电源效率标准更好地符合PFC级的性能。How2Power Today10月号上Joel Turchi的文章介绍了CCFF(频率折返电流控制)技术的工作原理。安森美半导体实施和开发了一些新的PFC控制器IC,CCFF能够提高单相PFC级轻型和中型负载的效率,这里通常采用了CrM(临界传导模式)控制。像其他一些方法,CCFF可以随负载水平下降降低开关频率,以减少开关损耗。

  在一般情况下,降低开关频率(即频率折返)可导致轻载条件下非常高的效率。然而,更重要的是难以在中型负载级别应用此技术。主要是因为频率折返同时也增加了导通损耗。那么,它对预测可最大限度地减少整个线路和负载条件下PFC升压转换器总损耗的开关频率具有挑战性。它并不能预测开关损耗,甚至很难知道在哪种操作条件下(即线路和负载)应该适用频率降低。

  但是,这篇文章表明,使用线路电流控制频率降低是一个有效的方法。它证明,而不是试图直接计算开关损耗,一种更容易的方法是预测DCM(连续导通模式)操作下的损耗相对作为频率降低函数的CrM操作下损耗的趋势。从这样的分析可以看出,根据总CrM损耗热传导损失相对重量,当频率降低时,效率得到了优化——换句话说,是线路电流的一个函数。实验数据证实了这一结论。

  如下图所示,因为线路电流下降,这样做优化了开关频率。CCFF技术利用了这种关系,在负载范围内优化和扁平化了PFC级的效率曲线。
 

  图:DCM损耗是CrM损耗的百分比,相对于α= fCrM/FDCM之比。(安森美半导体提供)。

  对于目标应用,这种方法被证明比作为输出功率级别函数的执行频率折返更有效。这种控制方法、实验结果的更多分析,以及其他PFC控制技术的详细信息,请参阅10月号How2Power Today 的“频率折返技术优化整个负载范围内的PFC效率”,作者是法国图卢兹安森美半导体的Joel Turchi,可在网上获得:www.how2power.com/newsletters。

  作者简介

  除了写这个职业培训专栏,David G. Morrison还在建筑物称为How2Power.com的电力电子门户。如果你正在寻找老旧的东西,不要访问这个网站。如果你喜欢发现免费的技术资源,可以帮助你开发电源系统、元件或工具,你一定要来这里。此外,如果你喜欢令人讨厌的弹出式广告,或注册后才能查看所有的好材料,也不要访问How2Power.com。How2Power.com旨在使设计工程师的头脑敏捷,所以它不提供以上的功能。订阅网站快速音乐游览和每月通讯、观看视频请访问www.how2power.com和http://www.how2power.com/newsletters/。

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