中心議題：

• 開關電源損耗分析
• 起動電路損耗分析
• 低電壓大電流的線性解決方案

解決方案：

• 電源脈衝跳躍技術
• 電源突變模式
• 電源非導通時間調製技術

muqianfadaguojiaduidianqichanpingonghaofangmiandeyaoqiuriyiyange
，bingzhenduidaijigonghaozhidinglehenduobiaozhunguifan。weilefuhezhexieguifan
，henduoxinjishuyingyunersheng，zhuyaosixiangshirangkaiguandianyuanzaifuzaihenxiaohuokongzaichuyudaijizhuangtaishinenggouyijiaodikaiguanpinlvcaozuo。benwentantaomaichongtiaoyuemoshi(pulseskipping)、突變模式(burstmode)及非導通時間調變(offtimemodulation)等三種較常用降頻技術，介紹如何降低開關頻率以達到減少待機功耗的目的。
　　
在(zai)環(huan)保(bao)意(yi)識(shi)日(ri)益(yi)受(shou)到(dao)重(zhong)視(shi)的(de)綠(lv)色(se)時(shi)代(dai)，有(you)效(xiao)利(li)用(yong)有(you)限(xian)的(de)能(neng)源(yuan)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)人(ren)們(men)的(de)共(gong)識(shi)。歐(ou)美(mei)國(guo)家(jia)對(dui)於(yu)電(dian)器(qi)產(chan)品(pin)在(zai)空(kong)載(zai)待(dai)機(ji)時(shi)的(de)功(gong)耗(hao)定(ding)義(yi)了(le)明(ming)確(que)的(de)規(gui)範(fan)，歐(ou)盟(meng)(EEC)公布的具體規定如表1所示
，而在美國方麵，從2001年7月起該國就規定政府機構不得購買待機功耗超過1W的電器產品。由此可見

，在不久的未來，電源轉換器低待機功耗將成為基本要求
，這也是電源設計工程師必須麵臨的挑戰。


開關電源損耗分析
　　
開關電源的損耗包含導通損耗

、kaiguansunhaoyijiwaiweikongzhidianlusunhao，dianlubutongbufendesunhaochengyingebuxiangtong

，yinciyizhisunhaodefangfayeyoubutong。xuyaoyongshuxuefangchengshilianghuazhexiesunhao
，jinerzhenglichujiangdigebufensunhaodefangfa
，cainengdechujutiyouxiaojiangdizhengtisunhaodefangan。weiletaolunfangbian
，benwenyichangyongdehuisaozhuanhuanqiweili，jianggebufensunhaoyishuxuefangchengshibiaoshi
，bingliechujiejuefangfa。biao2
、表3及表4分別為導通損耗、切換損耗以及外圍控製電路損耗的原因分析與解決對策。



由you這zhe幾ji張zhang表biao分fen析xi結jie果guo可ke以yi很hen明ming顯xian看kan出chu，導dao通tong損sun耗hao和he切qie換huan損sun耗hao與yu轉zhuan換huan器qi開kai關guan頻pin率lv的de關guan係xi非fei常chang密mi切qie，而er較jiao高gao的de頻pin率lv可ke以yi降jiang低di轉zhuan換huan器qi對dui儲chu能neng元yuan件jian(電感與電容)大(da)小(xiao)的(de)要(yao)求(qiu)。為(wei)了(le)降(jiang)低(di)轉(zhuan)換(huan)器(qi)待(dai)機(ji)時(shi)的(de)損(sun)耗(hao)而(er)讓(rang)轉(zhuan)換(huan)器(qi)在(zai)低(di)負(fu)載(zai)或(huo)空(kong)載(zai)時(shi)將(jiang)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)降(jiang)低(di)
，可(ke)以(yi)兼(jian)顧(gu)到(dao)元(yuan)件(jian)體(ti)積(ji)與(yu)能(neng)量(liang)損(sun)耗(hao)。目(mu)前(qian)已(yi)有(you)多(duo)種(zhong)技(ji)術(shu)基(ji)於(yu)這(zhe)種(zhong)概(gai)念(nian)應(ying)用(yong)到(dao)實(shi)際(ji)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)IC上，以下我們將就其中三種應用較為廣泛的技術分別介紹其設計概念與特性。
　　
脈衝跳躍技術
　　
圖1為脈衝跳躍技術示意圖。當負載降低時，驅動功率開關的開關脈衝將被遮蔽(即跳過)

，部分脈衝被省略也即等效於降低了開關頻率
，可降低高頻開關帶來的損耗
，然而這種降頻方式會造成輸出電壓突降或突升(圖2)。


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在zai回hui掃sao轉zhuan換huan器qi裏li，初chu級ji開kai關guan導dao通tong時shi能neng量liang儲chu存cun在zai變bian壓ya器qi激ji磁ci電dian感gan中zhong，開kai關guan截jie止zhi後hou，原yuan先xian儲chu存cun的de能neng量liang被bei釋shi放fang到dao負fu載zai一yi側ce。儲chu存cun在zai激ji磁ci電dian感gan中zhong的de功gong率lv可ke以yi表biao示shi為wei

(fS×Vin2×TON2)/(2×LP)。
　　
當dang負fu載zai降jiang低di到dao一yi定ding程cheng度du時shi，脈mai衝chong跳tiao躍yue機ji製zhi將jiang使shi有you效xiao開kai關guan頻pin率lv減jian半ban
，這zhe意yi味wei著zhe轉zhuan換huan器qi供gong應ying負fu載zai的de功gong率lv減jian半ban
，因yin此ci回hui掃sao電dian路lu將jiang增zeng加jia脈mai衝chong寬kuan度du以yi補bu足zu輸shu出chu負fu載zai所suo需xu要yao的de功gong率lv，而er在zai脈mai衝chong寬kuan度du增zeng加jia到dao負fu載zai所suo需xu功gong率lv之zhi前qian
，輸shu出chu電dian壓ya將jiang產chan生sheng突tu降jiang。相xiang反fan的de情qing形xing發fa生sheng在zai等deng效xiao開kai關guan頻pin率lv增zeng加jia時shi，輸shu出chu電dian壓ya將jiang發fa生sheng突tu升sheng。這zhe種zhong負fu載zai變bian動dong時shi輸shu出chu電dian壓ya突tu升sheng與yu突tu降jiang是shi開kai關guan頻pin率lv非fei連lian續xu變bian動dong(以整數倍增加或降低)的必然結果。
　　
突變模式
　　
突變模式技術又稱打嗝模式(hiccupmode)或周期省略模式(圖3)。在(zai)負(fu)載(zai)很(hen)大(da)情(qing)況(kuang)下(xia)，回(hui)掃(sao)電(dian)路(lu)根(gen)據(ju)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua)來(lai)調(tiao)製(zhi)脈(mai)衝(chong)寬(kuan)度(du)。當(dang)負(fu)載(zai)降(jiang)低(di)到(dao)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)時(shi)，控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)將(jiang)維(wei)持(chi)原(yuan)有(you)脈(mai)衝(chong)寬(kuan)度(du)，轉(zhuan)而(er)周(zhou)期(qi)性(xing)跳(tiao)過(guo)部(bu)分(fen)脈(mai)衝(chong)，控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)通(tong)過(guo)降(jiang)低(di)總(zong)脈(mai)衝(chong)寬(kuan)度(du)或(huo)增(zeng)加(jia)遮(zhe)蔽(bi)周(zhou)期(qi)長(chang)度(du)達(da)到(dao)降(jiang)低(di)損(sun)耗(hao)的(de)目(mu)的(de)。該(gai)技(ji)術(shu)有(you)兩(liang)個(ge)明(ming)顯(xian)的(de)缺(que)點(dian)
，即(ji)低(di)頻(pin)幹(gan)擾(rao)會(hui)和(he)遮(zhe)蔽(bi)周(zhou)期(qi)一(yi)起(qi)出(chu)現(xian)，而(er)且(qie)負(fu)載(zai)突(tu)然(ran)改(gai)變(bian)也(ye)會(hui)造(zao)成(cheng)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)突(tu)降(jiang)。



非導通時間調製技術
　　
圖4顯示了非導通時間調製的基本原理。當負載改變時
，開關頻率將連續降低或增加
，開關頻率與輸出功率的關係如圖5suoshi。difuzaihuokongzaishizhezhonglianxutiaobianjiangdikaiguanpinlvdefangshichulekeyiyouxiaojiangdinengliangsunshiwai，haikeyibimianqianliangzhongfangfazhongshuchudianyatushenghuotujiangdewenti。



　
起動電路損耗
　　
起動電路損耗在電源轉換器空載待機損耗中占很高的比例，此處我們介紹一種起動速度快且損耗低的起動電路。圖6(a)為傳統起動電路


，其中VSTA是脈寬調製控製器起始臨界電壓

，TD_ON是啟動延遲時間，TD_ON=(C1×VSTA)/IC1。使用較大輸入電阻(Rin)可以有效降低電阻損耗，但啟動延遲時間會延長。因此建議采用圖6(b)電路
，其中C1電容較小，這樣在用大輸入電阻時能夠降低起動電路的損耗
，同時仍然擁有較快起動速度。較大的C2電容可提供穩定的電壓給控製器使用，不會增加起動延遲時間。


圖7是一個輸入電壓90～264Vrms、輸出為12V/5A的交流-直流轉換器，使用的控製芯片為SG6841，采用BiCMOS工藝，其非導通時間調變在負載降到20%時開始起作用，輸入電阻為3MΩ。表5列出了主要的量測結果，在空載情況下
，開關頻率設計在2到8KHz之間，可以降低音頻幹擾。