怎样提高开关电源的转换效率及降低待机功耗
开关电源待机功耗分析
第二章.开关电源功耗分析以及减小待机功耗方法1．开关电源功耗分析要减小开关电源待机功耗，首先需要分析开关电源待机功耗的组成。
以反击电源为例，其工作损耗主要由：MOS管导通损耗，MOS管寄生电容损耗，开关交叠损耗，PWM控制器及其启动电阻损耗，输出整流管损耗，钳位保护电路损耗，反馈电路损耗等。
其中，前三者大小与电源的开关频率成正比。
在待机状态，主电路电流较小，MOSFET导通时间t on很小，电路工作在DCM模式，故相关的导通损耗、次级整流管损耗等较小，此时损耗主要由寄生电容损耗、开关交叠损耗和启动电阻损耗构成。
2.提高电源待机效率的方法根据损耗分析可知，切断启动电阻，降低开关频率。
减小开关次数可减小待机损耗，提高待机效率。
具体的方法有:降低时钟频率;由高频工作模式切换至低频工作模式，如从准谐振模式(QR)切换至脉宽调制(PWM)，从脉宽调制切换至脉冲频率调制(PFM);可控脉冲模式。
2.1切断启动电阻对于反激式电源，启动后控制芯片由辅助绕组供电，启动电阻上压降为300 V左右。
设启动电阻取值为47kΩ，消耗功率将近2W。
要减小待机公驴，必须在启动后便将电阻线路切断。
一些芯片如TOP Switch, ICE2DS02G内部设有专门的启动电路，可在启动后关闭该电阻。
即使芯片未设置专门启动电路，也可在启动电阻上串接电容，保证启动后该电阻的损耗可逐渐下降至零。
但这种做法会导致电源不能自重启，因为电容在电源重启之前无法放电。
只有断开输入电压，使电容放电后才能再次启动电路。
2.2 降低时钟频率时钟频率可平滑下降或突降。
平滑下降就是当反馈量超过某一阂值时.通过特定模块实现时钟频率的线性下降。
如SG公司的SG6848芯片内置了这样的模块，能根据负载大小调节频率，图2所示是SG6848的时钟频率与其反馈电流的关系。
图1.SG6848反馈电流与时钟频率的关系以UCC3895为例，突降实现方法如图2. +-C TR T1R T2V 1bV TH /V TLQ 1R T C TUCC3895图2.时钟频率突降实现电路与时钟波形当电源处于正常负载状态时，Q l 导通，其时钟周期为:ns R R R R C t T T T T T osc 12010416.021211++⋅⋅⨯= 当电源进人待机状态时，Q ，关闭，时钟周期增大为:ns R C t T T osc 12010416.012+⨯=即开关频率减小。
局用通信设备开关电源动态性能的改善方法
局用通信设备开关电源动态性能的改善方法随着科技的不断进步，局用通信设备的开关电源动态性能的改善对于提高设备的效能和稳定性具有重要意义。
下面是一些可以改善局用通信设备开关电源动态性能的方法：1. 优化电路设计：通过精确计算和选用合适的电容、电感和电阻等元件，可以提高电源的响应速度和稳定性。
例如，添加合适的输出滤波电容和输入滤波电感，可以降低电源噪声和纹波，提高动态性能。
2. 采用高速开关器件：选择高速开关管或三极管等器件，可以提高开关速度，减小开关过程中的能量损耗，提高转换效率和响应速度。
此外，采用低电压降的器件，也可以减小功率损耗和热量产生。
3. 合理选择控制策略：选择合适的控制策略，可以在一定程度上提高开关电源的动态性能。
例如，采用恒频调制、恒占空比调制或者电流模式控制等，可以实现更高的响应速度和更低的谐波失真。
4. 优化反馈控制回路：合理设计反馈控制回路，使得电源输出能够更加稳定地跟随输入和负载变化。
选择合适的比例-积分-微分控制器的参数，可以实现快速稳定的响应。
此外，采用前馈控制技术，可以进一步减小负载变化对输出的影响。
5. 降低电源开关频率：较低的开关频率可以减小开关器件的损耗和开关瞬间冲击，提高系统的动态性能。
但是需要在降低频率的同时保证稳定的输出功率和电压。
值得注意的是，为了提高局用通信设备开关电源的动态性能，必须同时考虑系统的稳定性、转换效率和成本等因素。
因此，在设计和实施上述改进方法时，需要综合考虑各种因素的权衡。
局用通信设备在现代社会中扮演着至关重要的角色，其稳定的运行和高效的性能对于保障通信网络的正常运转和数据传输的可靠性具有重要意义。
而局用通信设备的开关电源动态性能的改善，则是提高设备稳定性和效能的关键因素之一。
下面将以优化电路设计、采用高速开关器件、合理选择控制策略、优化反馈控制回路和降低电源开关频率等方面展开介绍，总结局用通信设备开关电源动态性能改善方法。
首先，优化电路设计是提高局用通信设备开关电源动态性能的基础。
如何优化电脑电源管理五个方法延长电池寿命和降低功耗
如何优化电脑电源管理五个方法延长电池寿命和降低功耗电脑在现代生活中扮演着重要的角色，而电源管理则是使用电脑时需要考虑的一个重要问题。
合理的电源管理既能延长电池的使用寿命，又能有效降低电脑的功耗。
下面将介绍五个方法，帮助您优化电脑电源管理，实现长时间使用电脑的愿望。
1. 调整电源计划：电脑操作系统通常会提供多个电源计划供用户选择，如高性能、平衡和节能模式。
用户可以根据不同的使用情况选择合适的电源计划。
例如，在外出使用笔记本电脑时，选择节能模式能够减少电脑的功耗，从而延长电池的使用时间。
同时，可以根据需求自定义电源计划，设置屏幕的亮度、硬盘的休眠时间等参数，进一步降低功耗。
2. 控制背光亮度：显示器的背光是电脑功耗的一个重要来源。
将显示器的背光亮度调低，不仅能够降低功耗，还能减少对眼睛的疲劳。
在不影响阅读的情况下，通过调整背光亮度可以节省电源并延长电池寿命。
可以通过键盘上的快捷键或者在操作系统设置中调整背光亮度。
3. 管理后台应用程序：后台运行的应用程序也会消耗电脑的资源和能量。
关闭不需要的后台应用程序可以减少电脑的功耗，从而延长电池的使用时间。
可以通过任务管理器或者系统设置中的“启动”选项卡来管理自启动的应用程序，选择禁用那些不常用或不必要的应用程序。
4. 使用省电模式的硬件设备：现在的电脑硬件设备通常都有省电模式，如节能模式的处理器、显卡和无线网卡等。
确保这些硬件设备都处于省电模式可以大幅减少功耗。
通常可以通过设备管理器或者硬件的设置中进行相关操作。
此外，外部设备如鼠标、键盘等，选择使用无线连接的低功耗设备，也能减少插在电脑上的线缆，提高使用的便捷性。
5. 及时更新和优化软件：软件的优化和更新也能够帮助优化电脑的电源管理。
及时更新操作系统和应用程序，可以修复漏洞和提升电脑性能。
此外，通过使用一些优化软件，如清理工具和电源管理工具，可以减少不必要的系统负担、节省电源并延长电池寿命。
综上所述，通过调整电源计划、控制背光亮度、管理后台应用程序、使用省电模式的硬件设备以及及时更新和优化软件，可以有效优化电脑的电源管理，延长电池的使用寿命并降低功耗。
新型开关电源优化设计与实例详解
新型开关电源优化设计与实例详解以新型开关电源优化设计与实例详解为标题，本文将从新型开关电源的基本原理、设计优化的方法以及实例分析等方面进行详细阐述。
一、新型开关电源的基本原理开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源装置，其基本原理是通过开关管的开关动作来实现电源的开关控制。
传统的开关电源在工作过程中存在一些问题，如功率损耗大、效率低、噪声大等。
为了克服这些问题，新型开关电源采用了一些优化设计方法。
二、新型开关电源的设计优化方法1. 降低功率损耗：通过采用功率开关管的低导通电阻材料和优化电路设计，降低功率开关管的导通电阻，从而减少功率损耗。
2. 提高效率：采用高效的开关控制器和高效的变压器设计，减少能量的损耗，提高开关电源的转换效率。
3. 降低噪声：通过优化电路布局和选择低噪声元件，减少开关电源的噪声产生，提高工作环境的舒适性。
4. 提高稳定性：采用先进的控制算法和稳压电路设计，提高开关电源的稳定性，减少输出波动。
5. 减小体积：通过优化元件布局和采用高集成度的芯片设计，减小开关电源的体积，提高电源的集成度和便携性。
三、新型开关电源的实例分析以一款新型开关电源为例进行分析，该开关电源采用了先进的控制算法和高效的变压器设计，具有以下特点：1. 高效率：通过优化的开关控制器和变压器设计，该开关电源的转换效率达到了90%以上，相比传统开关电源提高了20%以上。
2. 低噪声：采用低噪声元件和优化的电路布局，该开关电源的噪声水平明显低于传统开关电源，提高了工作环境的舒适性。
3. 稳定性强：通过先进的控制算法和稳压电路设计，该开关电源的输出稳定性非常好，输出波动小于1%。
4. 小巧便携：采用高集成度的芯片设计和优化的元件布局，该开关电源的体积明显减小，非常适合便携式设备的使用。
以上是对新型开关电源优化设计与实例的详细阐述。
通过采用优化设计方法，新型开关电源在功率损耗、效率、噪声、稳定性和体积等方面都得到了显著提升，满足了现代电子设备对电源的高要求。
11个提高开关电源效率的小技巧
1、在开关电源次级输出端的肖特基上并一个小功率快速二极管来代替RC吸收，效率一般可以提高1~2个点。
2、在体积和面积的允许下，尽量选用PQ RM型的变压器，在安规允许的情况下，变压器不加挡墙效率可以得到提升。
3、输入和输出的电解容量值。
AC输入整流电解容量低时效率会低0.2~1个点，何为低？用示波器看AC输入整流后纹波，小于10W功率，纹波10~30V为佳，大于10W纹波在5~20V为佳。
4、主电流回路PCB尽量短。
5、优化变压器参数设计，减少振铃带来的涡流损耗。
6、合理选用开关器件。
7、输入EMI部分优化设计
8、选择高效率的拓补结构
9、选择好的电解电容
10、启动部分功耗设计
11、芯片辅助供电优化。
开关电源效率低的解决方法
开关电源效率低的解决方法开关电源是现代电子设备中非常常见的一种电源类型，其具有体积小、重量轻、效率高的特点。
然而，有时候我们可能会遇到开关电源效率低的问题，这不仅会导致能源浪费，还可能影响设备的稳定性和寿命。
那么，接下来我将详细介绍开关电源效率低的解决方法。
首先，了解开关电源效率低的原因是解决问题的关键。
开关电源效率低的主要原因包括功耗大、损耗多、输出电压波动大。
功耗大主要是因为开关管的导通电阻和开关管与负载之间的传输线的阻抗造成的，损耗多主要是因为开关管开关失真、谐振出现等。
因此，解决开关电源效率低的方法可以从限制功耗、减少损耗、稳定输出电压等方面来着手。
首先，限制功耗是提高开关电源效率的重要方法之一。
可以通过选择合适的电源规格、减小开关电源的额定功率等来限制功耗。
此外，优化开关管结构和材料，减小导通电阻和开关损耗，也是限制功耗的有效手段。
例如，采用具有低导通电阻和低开关损耗的电路元件，如SiC (碳化硅)或GaN (氮化镓)等材料制作的开关管，可以显著降低功耗，提高效率。
其次，减少损耗是提高开关电源效率的另一个重要方法。
损耗主要包括开关损耗和导通损耗。
开关损耗可以通过合理选择开关频率和最小化开关失真来减少。
导通损耗可以通过降低电源输出电压和限制电流波动来减小。
此外，优化开关电源的传输线路，减少阻抗损耗也可以降低导通损耗。
最后，稳定输出电压是提高开关电源效率的关键。
开关电源的输出电压波动会导致效率下降和对负载设备造成损害。
为了稳定输出电压，可以采用反馈控制方法，通过连接反馈电路来实时监测并调节输出电压。
此外，增加电源滤波电容和电感，可以有效提供稳定的输出电压和滤除噪声。
综上所述，开关电源效率低的问题可以通过限制功耗、减少损耗和稳定输出电压等方式来解决。
采用合适的电源规格和元件材料，优化开关电源的结构和设计，以及实施反馈控制，是提高开关电源效率的关键。
通过系统的设计和实施这些方法，我们可以显著提高开关电源的效率，减少能源浪费，同时也能提高设备的性能和寿命。
如何提高开关电源待机效率
如何提高开关电源待机效率
1、引言
随着能源效率和环保的日益重要，人们对开关电源待机效率期望越来越高，客户要求电源制造商提供的电源产品能满足BLUE ANGEL,ENERGY STAR, ENERGY 2000 等绿色能源标准，而欧盟对开关电源的要求是：到2005 年，额定功率为0.3W~15W，15W~50W 和50W~75W 的开关电源，待机功耗需分别小于0.3W，0.5W 和0.75W。
而目前大多数开关电源由额定负载转入轻载和待机状态时，电源效率急剧下降,待机效率不能满足要求。
这就给电源设计工程师们提出了新的挑战。
2、开关电源功耗分析
要减小开关电源待机损耗，提高待机效率，首先要分析开关电源损耗的
构成。
以反激式电源为例，其工作损耗主要表现为：MOSFET 导通损耗MOSFET 寄生电容损耗
开关交叠损耗，PWM 控制器及其启动电阻损耗，输出整流管损耗，箝
位保护电路损耗，反馈电路损耗等。
其中前三个损耗与频率成正比关系，即与
单位时间内器件开关次数成正比。
在待机状态，主电路电流较小，MOSFET 导通时间ton 很小，电路工作在DCM 模式，故相关的导通损耗，次级整流管损耗等较小，此时损耗主要由
寄生电容损耗和开关交叠损耗和启动电阻损耗构成。
3、提高待机效率的方法
根据损耗分析可知，切断启动电阻，降低开关频率，减小开关次数可减。
提高开关电源的输出功率的方法
提高开关电源的输出功率的方法
要提高开关电源的输出功率，可以采取以下几种方法：
1.提高开关频率：开关频率是电源的工作频率，较高的开关
频率可以使电源具有更好的响应速度和更高的功率输出。
通过
增加开关频率，可以减小输出滤波电容和电感器的尺寸，提高
电源的转换效率和输出功率。
2.优化电源拓扑结构：不同的电源拓扑结构具有不同的性能
和特点，选择合适的拓扑结构能够提高电源的效率和功率输出。
常见的拓扑结构有Boost、Buck、BuckBoost、Flyback、Forward等，根据具体需求选择最合适的拓扑结构。
3.优化功率开关器件：功率开关器件的性能直接影响到开关
电源的转换效率和功率输出。
选择低导通电阻、低开关损耗的
功率开关器件，如MOSFET、IGBT等，可以降低能量损耗，
提高功率输出。
4.优化电源控制策略：优化电源的控制策略可以提高电源的
转换效率和输出功率。
常见的控制策略包括恒定频率控制（ConstantFrequencyControl）和恒定占空比控制（ConstantDutyCycleControl）。
合理设定控制参数，调整输出电压和电流的控制环节，能够提高电源的响应速度和稳定性，进而增加功率输出。
5.提高散热设计：高功率的开关电源往往伴随着较大的功率
损耗，为了保证电源的稳定性和可靠性，需要进行良好的散热
设计。
通过增加散热片、使用高导热性材料等方式，有助于提
高散热效果，降低温度，保持电源的高效运行。
总之，提高开关电源的输出功率需要综合考虑电源拓扑结构、功率开关器件、控制策略和散热设计等方面的优化，以实现更
高的效率和功率输出。
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以反激式电源为例,
其工作损耗主要表现为:MOSFET导通损耗(I*I*Rdston*fs),MOSFET寄生电容损耗
(C*V*V*fs/2),开关交叠损耗,PWM控制器及其启动电阻损耗,输出整流管损耗,箝位保护电路损耗,反馈电路损耗等.其中前三个损耗与频率成正比关系.
在待机状态,主电路电流较小,MOSFET导通时间ton很小,电路工作在DCM模式,故相关的导通损耗,次级整流管损耗等较小,此时损耗主要由寄生电容损耗和开关交叠损耗和启动电阻损耗构成.
根据上面分析可知,减小/关断启动电阻,降低开关频率,减小开关次数,都可减小待机损耗,提高待机效率.具体的方法有:降低时钟频率;由高频工作模式切换至低频工作模式,如准谐振模式(Quasi Resonant,QR)切换至脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM), 脉宽调制切换至脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation, PFM);间隙工作模式(Burst Mode).
1)减小、关断启动电阻
对于反激式电源,启动后控制芯片由辅助绕组供电,启动电阻上压降为300V左右.设启动电阻取值为47kΩ,消耗功率将近2W.要改善待机效率,必须在启动后将该电阻通道切断.现在一般的IC内部都有专门的启动电路,在电源启动后,可关闭启动电阻.若控制器没有专门启动电路,也可在启动电阻串接电容,其启动后的损耗可逐渐下降至零.缺点是电源不能自重启,只有断开输入电压,使电容放电后才能再次启动电路.而下图所示的启动电路,则可避免以上问题,而且该电路功耗仅为0.03W.不过电路增加了复杂度和成本.
2)降低开关工作频率
3)切换工作模式
1)QRPWM
对于工作在高频工作模式的开关电源,在待机时切换至低频工作模式可减小待机损耗.例如,
对于准谐振式开关电源(工作频率为几百kHz到几MHz),可在待机时切换至低频的脉宽调制控制模式PWM(几十kHz).
2)间歇模式(Burst Mode)
间歇工作模式,也可称为跳周期控制模式(Skip Cycle Mode),是指当处于轻载或待机条件时,由周期比PWM控制器时钟周期大的信号控制电路某一环节,使得PWM的输出脉冲周期性的有效或失效.这样即可实现恒定频率下通过减小开关次数,增大占空比来提高轻载和待机的效率. 以FSQ0365为例:轻载时--输出电压上升--反馈脚电压降低--降到一定的值时,MOSFET停止工作--输出电压降低--反馈脚电压上升--上升到一定值时MOSFET导通. 这个过程大量的减少了MOSFET的开关动作,减少了开关损耗.
但是降频和Burst Mode方法在提高待机效率的同时,可能会带来一些问题,首先是频率降低导致输出电压纹波的增加,其次如果频率降至20kHz以内,可能有音频噪音.
飞兆半导体公司推出绿色FPS e-Series 的全新飞兆功率开关(FPS) 产品系列,可为DVD播放器、机顶盒、LCD显示器和其它25W及更低的电源设计提供高能效和高系统可靠性.这些绿色FPS产品以飞兆半导体专有的谷底导通(valley switching) 技术为基础,与传统的硬开关转换器拓扑相比,能够提高功率转换效率1%,并降低EMI的量可达5dB.这些高度集成的FPS器件结合了完全达到额定雪崩值SenseFET、电流模式脉冲宽度调制(PWM) IC和多种保护功能,有助于简化设计及提高系统可靠性.利用先进的间歇工作模式,绿色FPS e-Series器件可把无负载情况下的待机功耗降至0.2W以下,从而满足待机功耗规范的要求(即在0.5W负载下低于1W).
绿色FPS e-Series产品还采用先进的控制技术,允许功率转换器的工作频率只有少量变化,同时保持谷底导通的工作模式.谷底导通工作模式可把MOSFET的漏电压降至最低时导通,并提供固有频率调制,比较传统的硬开关转换器更可大幅降低EMI噪声达5dB.通过谷底导通工
作模式,这些转换器还能实现软开通,从而将功率转换效率提高1%,并同时大幅减少热量的产生.
相比于分立式MOSFET/控制器、RCC开关转换器或传统的硬开关解决方案,采用绿色FPS e-Series产品的设计由于采用节省空间的8脚DIP 和8脚LSOP封装,并带有包含了多种保护功能的电路,因而可以提供出色的系统可靠性和占位空间优势.这些保护电路包括过压保护(OVP)、超载保护(OLP)、异常过流保护(AOCP) 和热关断保护(TSD) 等.其它特性还包括集成固定振荡器、欠压锁定(UVLO)、优化的消隐和栅极导通/关断驱动器,以及用于环路补偿的温度补偿精密电流源.
全新产品采用专有的谷底导通技术,可提供最高级别的效率,以满足加州能源委员会(CEC)、欧盟行为准则和高能效电器组织(GEEA) 制定的标准要求.
这些产品能够达到甚至超越IPC/JEDEC标准J-STD-020C的要求,并符合现已生效的欧盟标准.。