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开关电源系统-待机功耗测试&分析(一)

2020.9.29

现在的电子产品&设备,我们应用开关电源方式除了效率以外,空载或者待机功耗也变得越来越重要了!这不仅是因为各种各样的能效标准的执行,也符合实际应用的需求;特别对于一些电子电器甚至大部分的用电设备都需要长时间工作在待机状态。

我们用AC/DC的开关电源系统,不同的产品应用要求不一样,有500mW、300mW、再到100mW,后面还会要求充电器达到10mW以下功耗要求!我用FLY为例来进行理论和实际的测试分析

1.分析及测试原理图

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输入部分损耗

1.工作时脉冲电流会造成的共模电感的内阻损耗加大适当设计共模电感,包括线径和匝数对待机功耗也会有帮助

2.输入滤波器X电容放电电阻上的损耗;在符合安规的前提下加大放电电阻的阻值

3.热敏电阻NTC上的损耗;在符合其他指标的前提下减小热敏电阻的阻值

这里最大的损耗就来自于X电容放电的电阻。大部分的安规标准都要求1s内把X电容的电压放到安全电压以下。这样容值越大,放电的电阻就越小,损耗也就越大。举个例子,0.47uF的电容并联3.3M的电阻,230Vac条件下的空载损耗就有~18mW。

在实际应用中对于输入滤波器主要来解决产品EMI-传导的问题;开关电源系统越大的功率输出等级,需要采用的滤波器的阶数会大于1阶;特别是越靠近150KHZ的低频段EMI干扰采用X电容差模滤波是最有效的。

注意:更大的X电容会影响我们系统待机时的待机功耗;我提供测试数据参考:

A.输入滤波器X电容总共使用3 pcs/0.47uF在220VAC无负载测试数据

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B.输入滤波器X电容总共使用4 pcs/0.47uF在220VAC无负载测试数据

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C.输入滤波器X电容共使用4 pcs/0.47uF+0.68uF在220VAC无负载测试数据

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结论:从上面的测试数据先优化输入部分的损耗-合理设计输入滤波器也会有挑战;当然开关电源-IC的功能&控制技术对待机功耗的优化同时也会是挑战!


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