今日の電力管理と省エネの時代では、スタンバイ時の電源の消費電力を削減することがますます重要になっています。非常に軽い負荷または無負荷時のスイッチング電源のスイッチング損失およびその他の定格損失を削減するためのいくつかの実用的な方法が提案されています。この文書では、パルススキッピング、バーストモード、およびオフタイム変調について説明します。さらに、起動電流やその他の損失を削減するための技術も紹介します。 
損失分析 
図 XNUMX の典型的なフライバック コンバータを例として、パワー コンバータの損失を分析します。フライバックコンバータは、低価格で入力範囲が広いため、実用的なアプリケーションで人気があります。フライバック コンバータの主な損失には、制御回路に起因する損失に加えて、導通損失とスイッチング損失が含まれます。表 XNUMX、XNUMX、および XNUMX は、それぞれ、主要な導通損失、スイッチング損失、および制御回路によって引き起こされる損失を含む、これらの主要な損失のおおよその推定値と一般的に使用される解決策を示しています。

導通損失とスイッチング損失の両方がスイッチング周波数に密接に関係していることが明らかにわかります。スイッチング周波数を下げると、特に軽負荷時の損失を効果的に減らすことができます。ただし、磁気コンポーネントの飽和を避けるために、波形幅変調発生器によって生成される波形幅を制御する必要があります。また、フライバックコンバータの出力エネルギーは、Po = (Vdc2 × Ton2 ) / (2 × Lp × T) × eta で表すことができます。ここで、eta は変換効率を表します。軽負荷では、オン時間 (Ton) は非常に短いため、スイッチング周期 (T) を長くするか、スイッチング周波数 (fs) を下げるのは非常に直感的なアイデアです。

スイッチング周波数を下げる 
スイッチング周波数を下げると、電力損失を効果的に減らすことができます。最近では、実際に周波数を下げるための多くの方法が提案されています。 
[2-7]。 SGS-Thompson[2]とNational Semiconductor[3]は、負荷の重大さに応じてスイッチングパルスを省略するかどうかを決定するパルススキップ技術を提案しました.図2は、スイッチングパルス数を効果的に削減するパルススキップモードの概念を表しています軽負荷時の低損失要件を満たします。図2に示すように、パルス省略技術の主な欠点は、動的負荷の変化によって生じるフィードバック遅延により、出力電圧が突然低下または上昇する可能性があることです。フライバック パワー コンバータの場合、出力電力 Po = fs × Lp × Ip2 /2、Lp はトランスの一次側のインダクタンス、Ip は一次側電流、Ip = (Vin/Lp) × Ton、出力電力は Po = (fs × Vin2 × Ton1 ) / (XNUMX × Lp) で表され、スイッチング周期 T (=XNUMX/fs) が急激に倍増します。出力電力と出力電圧も急激に低下し、その後出力電圧を安定させるための出力電圧のフィードバックによりオン時間Tonが増加すると同時に、出力電圧も急激に低下します。また、欠落したパルスが復活すると、オン時間Ｔonも比較的急激に延長され、出力電圧が急激に上昇する。また、パルス省略技術は、特定の出力負荷の変化に基づいてパルスの挿入または省略を決定するため、負荷の小さな変化で出力電圧が同様の場合には、省電力化が検出されにくくなります。 

バースト モード [4] の技術は、ヒカップ モードまたは省略周期モードとも呼ばれます。図 XNUMX に示すように、負荷が急激に低下すると、制御ループは Ton を短縮する必要があり、一定の負荷レベルになると、パルス モード制御回路はオン時間 Ton の短縮を防止し始め、その後、定期的にオン時間 Ton の短縮を開始します。波幅変調パルスをブロックします。電源は、パルスグループ幅を縮小するか、シールド期間の長さを長くすることで、さまざまな負荷の下でエネルギーを節約するという目的を達成できます。この技術には XNUMX つの明らかな欠点があります。それは、シャドーイング期間に共鳴して低周波干渉が発生することと、負荷の突然の変化により出力電圧の突然の低下が発生することです。図 XNUMX は、出力の突然の低下の可能性を示しています。電圧。                 

  オフタイム変調[5-7]。図XNUMXにオフ時間変調の基本概念を示します.出力電圧が臨界レベルを下回ると,負荷の減少に伴ってオフ時間は直線的に増加し,スイッチング周波数は直線的に低下します.そのため,光条件下では電力損失を低減できます.ロードと無ロード。図 XNUMX は、スイッチング周波数と出力電力の関係を示しています。非導通時間はサイクルごとに調整されるため、非導通時間変調の動的応答はパルス省略モードよりも優れているはずです。  

立ち上げロスを軽減 
従来の起動回路を図 1(a) に示します。ここで、VSTA は波幅変調コントローラの起動臨界電圧、TD_ON は起動遅延時間、TD_ON = (C1 x VSTA)/IC1 大きい入力抵抗 (Rin) ) 抵抗損失を効果的に低減できますが、起動遅延時間が長くなります。図 2(b)は入力抵抗 (Rin) による初期損失を低減するために提案した回路です。大きな入力抵抗を小さなコンデンサ CXNUMX と併用して起動遅延時間を十分に短くすることができ、大きなコンデンサ (CXNUMX) は安定した電圧を VDD に供給するために使用されます。この種の始動回路を使用すると、始動損失が非常に低くなり、始動遅延時間が非常に短くなります。 

结论 
この記事では、電源装置のスタンバイ電力損失を削減する方法について説明します。まず、数学的記述を使用して主導通損失、スイッチング損失、および制御回路損失を大まかに推定し、次にスイッチング周波数を下げることが待機電力損失を減らす主な方法であることを確認し、その後、さまざまな特許取得済みの周波数低減技術とその可能性を確認します。欠陥が導入されます。また、低損失起動回路を導入し、起動抵抗の損失を低減しています。最後に、この記事で提案した方法を使用して、出力電圧および電流仕様が 12V/5A の実験用 AC コンバータを作成しましたが、AC 入力が 240V で出力が無負荷の場合、入力電力はわずか 0.1W でした。