1 前言
最近幾年電源產(chǎn)品已經(jīng)取得了突破性的進步,但與此同時,當今能源浪費的問題已成為國內(nèi)外越來越關(guān)注的問題,它反映在以下幾個方面:
⑴ 突出的問題包括:使用礦物燃料的能源資源是有限的,獲取能源的成本也在增加,礦物燃料的消耗也帶來其它負面影響(即環(huán)境污染),而可替代能源資源還沒有成熱;
⑵ 所有的家電產(chǎn)品和電子設(shè)備都要消耗電力;
⑶ 不斷增長的個人用電子產(chǎn)品通過使用適配器和充電器[外部電源(EPS)]也在消耗能源外部電源。
每年到底消耗多少能源呢?能源浪費的數(shù)量估算每年銷售的EPS為10億個以上;估算正在使用的EPS為100億個低效線性電源所占EPS的百分比為46% (幾乎一半)。如世界上某發(fā)達國家每年EPS浪費的能源(30~60)BkW/小時,約浪費(25~50)億美金,它等效于26個中等規(guī)模的電廠。
2 用節(jié)能理念來推動或重新設(shè)計
電源在輕載時的高效率是關(guān)鍵因素。工作模式的效率是當電源工作在25%、50%、75%及100%負載時效率的平均值。在整個負載范圍內(nèi)持續(xù)的高效率比重載時的高效率更加重要,最理想的控制方案是隨負載的降低頻率也相應地降低。
為了解決電源系統(tǒng)提供更高的能量利用效率,國際上頒布了許多標準,如國際能源署“1W計劃”、美國新版能源之星、美國80PLUS等。有哪些新的EPS能效標準呢?
新的外部電源(EPS)能效標準:適用于所有功率從小于1W到250W的單路輸出的外部電源(EPS);等同于Energy Star(EPA)標準(CEC,CECP,AGO,EU);同時適用于AC-DC和AC-AC適配器及充電器;美國其它的州也會用的標準/法規(guī)正在進行中;中國CECP標準從2005年1月1日開始生效;在澳大利亞從2006年4月1日開始生效;歐盟從2007年1月1日也將采用標準中工作模式時的相應規(guī)定。
隨著這些新標準的出臺,對電源設(shè)計有了新的挑戰(zhàn)。為此,需要有新的舉措來面對新的挑戰(zhàn)。首先就是要用節(jié)能理念來推動或重新設(shè)計。即:節(jié)能已成為一個重要的設(shè)計要求;而今60%的現(xiàn)有方案都無法滿足新標準的要求;關(guān)于外部電源(EPS)的節(jié)能標準已經(jīng)頒布;不少公司新推出的產(chǎn)品系列能令您的設(shè)計符合所有日前及提議中的標準.再則要用新技術(shù)來應對設(shè)計挑戰(zhàn),如為了降低待機模式的能耗,安森美半導體則側(cè)重于其他技術(shù),如跳周期待機模式,PWM控制器主控 PFC(輕載時關(guān)斷PFC以降低待機能耗)。此外,將諸多新技術(shù)和功能集成到芯片內(nèi),如DDS(動態(tài)自供電)、頻率抖動、Soxy-less(無線圈去磁檢測)等,可起到簡化外圍電路設(shè)計的作用,也相應減少了功率損耗。值此僅就選擇節(jié)能芯片和利用智能電源管理技術(shù)節(jié)省能源二個方面加以研對。
3 節(jié)能芯片的選擇
3.1 Link Switch-LP器件特點及工作方式
⑴ LinkSwitch-LP系列的產(chǎn)品特性
[$page] 易于設(shè)計、外圍元件數(shù)目很少的解決方案;原邊電路控制器在負載超過峰值功率點時限制了輸出電流,無需電流檢測電阻;完善的故障保護—過熱、短路及開環(huán);可在通用輸入電壓范圍(85VAC-265VAC)內(nèi)操作;圖1為典型應用的簡化電路(a)及輸出特性(b),突出的特點是節(jié)能技術(shù):無需任何附加元件,輕松達到全球所有的節(jié)能標準;在265VAC輸入時的空載能耗<150mW;開/關(guān)控制可在極輕負載時具備恒定的效率,是達到強制性CEC標準的理想選擇。
⑵ LinkSwitch-LP的系統(tǒng)成本優(yōu)勢
從圖1可知:頻率抖動降低了EMI,采用簡單的EMI濾波;電感既用于濾波又用于保險絲功能,見圖1中A點部分;內(nèi)部高壓恒流源省去了啟動和偏置電路,見圖1中B點部分;內(nèi)部電流檢測電路省去了外圍的電流檢測電阻,見圖1中c點部分;嚴格的器件參數(shù)公差,低的限流點,允許初級繞組上不使用箱位電路,見圖1 中D點部分;低成本的變壓器反饋穩(wěn)壓,見圖1中E點部分;輸出電壓由分壓電阻決定,有精確的FB腳電壓,見圖1中F點部分;開/關(guān)操作不需要頻率補償元件,見圖1中G點部分。針對有最低成本要求,且對恒壓/恒流要求寬松的應用進行了優(yōu)化。
3.2典型應用
圖2顯示的是一個典型的用LNK564IC構(gòu)成的6V 330mA恒壓/恒流(CV/CC)輸出電源電路的替代方案。以下對方案特點作一分析。
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