Jakie są straty wewnątrz zasilacza impulsowego?
Główne straty wewnątrz zasilacza impulsowego Aby poprawić efektywność zasilacza impulsowego, konieczne jest rozróżnienie i przybliżone oszacowanie różnych strat. Wewnętrzne straty zasilacza impulsowego można z grubsza podzielić na cztery aspekty: straty przełączania, straty przewodzenia, straty dodatkowe i straty rezystancji. Straty te często występują razem w elementach stratnych i są omówione osobno poniżej.
Straty związane z przełączaniem zasilania
Przełącznik zasilania jest jednym z dwóch głównych źródeł strat w typowym zasilaczu impulsowym. Straty można zasadniczo podzielić na dwie części: straty przewodzenia i straty przełączania. Strata przewodzenia to strata, gdy wyłącznik zasilania znajduje się w stanie przewodzenia po włączeniu urządzenia zasilającego i ustabilizowaniu przebiegów sterujących i przełączających; utrata przełączania występuje, gdy przełącznik zasilania jest napędzany i przechodzi w nowy stan roboczy, prowadząc i przełączając stratę, gdy kształt fali jest w fazie przejścia. Te fazy i ich przebiegi pokazano na rysunku 1.
Straty przewodzenia można zmierzyć jako iloczyn napięcia na przełączniku i przebiegu prądu. Przebiegi te są w przybliżeniu liniowe, a straty mocy podczas przewodzenia określa równanie (1).
Typowym podejściem do kontrolowania tej straty jest zminimalizowanie spadku napięcia w okresie przewodzenia wyłącznika zasilania. Aby osiągnąć ten cel, projektant musi sprawić, aby przełącznik działał w nasyceniu. Warunki te podane są równaniem (2a) i równaniem (2b), poprzez nadprądowy napęd bazy lub bramki, zapewniając, że prąd kolektora lub drenu jest kontrolowany przez komponenty zewnętrzne, a nie przez sam wyłącznik zasilania.
Straty przełączania podczas przełączania zasilania są bardziej złożone i obejmują zarówno własne czynniki, jak i skutki powiązanych składników. Przebiegi związane ze stratami można zaobserwować tylko za pomocą oscyloskopu podłączonego do końcówki dren-źródło (kolektor-emiter) sondy napięciowej, a sonda prądu przemiennego może mierzyć prąd drenu lub kolektora. Podczas pomiaru strat w każdej chwili przełączania należy użyć ekranowanej sondy z krótkim przewodem, ponieważ każda długość nieekranowanego przewodu może wprowadzać zakłócenia z innych źródeł zasilania, a tym samym nie może dokładnie wyświetlać rzeczywistego kształtu fali. Po uzyskaniu dobrego kształtu fali pole powierzchni zamkniętej przez te dwie krzywe można z grubsza obliczyć za pomocą prostej metody sumowania trójkątów i prostokątów. Straty włączenia można obliczyć ze wzoru (3).
Ten wynik to tylko wartość strat w okresie włączania wyłącznika zasilania, plus straty wyłączania i przewodzenia, aby uzyskać całkowitą wartość strat w okresie przełączania.
Straty związane z wyjściowym prostownikiem
W całkowitej stracie wewnątrz typowego niesynchronicznego zasilacza impulsowego prostownika strata prostownika wyjściowego stanowi 40 procent -65 procent całkowitej straty. Dlatego zrozumienie tej sekcji jest bardzo ważne. Na rysunku 2 widać przebiegi związane z prostownikiem wyjściowym.
