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节能家电电源整体解决方案是什么?系统性能怎么样?

时间: 2022-11-15 14:34:14 来源: IT专家网

最近小编看到大家都在讨论节能家电电源整体解决方案相关的事情,对此呢小编也是非常的感应兴趣,那么这件事究竟是怎么发生的呢?具体又是怎么回事呢?下面就是小编搜索到的关于节能家电电源整体解决方案事件的相关信息,我们一起来看一下吧!

摘要:家电是节能推行过程中重要的一部分。 在本文中,推荐了家电电源的整体解决方案。 通过融合最先进的技术,能够设计出顶尖的开关电源,这引起了系统设计者极大的兴趣。 本文描述每款产品的功能特点和优点,并列出评估板的测试结果。

引言


【资料图】

家庭使用的电量中,有多达一半用于供暖和制冷。 因此,明智地选择供暖、通风和空调系统,对电费账单会有很大影响。 家庭里节约用电也有利于保护环境。 在这个关键时刻,半导体供应商在开发能效改进技术方面正日益发挥重要作用。 大多数行业专家都认为,电机控制、照明、计算和电源领域是新能源技术在能耗方面能够产生重大影响的领域。 结合对系统和应用的深入理解以及产品的改进,能够产生使能源使用效率最大化的解决方案。 通过减少能源浪费,可以在不影响消费者选择的情况下,实现大幅节能。

反激式转换器 IC

FSL176MRT 由脉冲宽度调制 (PWM) 控制器和 SenseFET 组成,专用于离线式开关电源并且外围器件最少 (SMPS)。 PWM 控制器包括集成式固定频率振荡器、欠压闭锁、前沿消隐、优化的栅极驱动器、内部软启动、用于环路补偿的具有温度补偿的精密电流源和自我保护电路。 它提供的保护功能包括过载保护、过压保护、异常过流保护、带滞洄的内部过热关断功能、逐脉冲电流限制、以及输出短路保护。 这些高级保护功能可以确保转换器的可靠操作。 它还提供实现低电磁干扰 (EMI) 的随机频率波动功能,如图 1 所示。电磁干扰 (EMI) 的噪音量与开关频率直接相关。 在 FSL176MRT 中,工作频率由外部反馈电压和内部自激振荡器在每次开关时随机确定。 因此,电磁干扰 (EMI) 噪音在典型开关频率周围扩散,因此可以降低。 此外,还可以降低为了符合电磁干扰 (EMI) 规范(例如 EN55022)而需要使用输入滤波器所带来的成本。  

同步整流控制器

FAN6204 是一款用于驱动同步整流 MOSFET的次级端同步整流控制器,可提高效率。 它采用了创新的线性预测时序控制,用于确定同步整流 MOSFET的开启和关闭。 这种控制技术侦测的是变压器绕组的电压和输出电压,而不是通过 MOSFET的电流。 因此,可以保证更好的抵抗噪声能力。 另外,这种技术并不需要来自初级端的通信信号,从而可以减少外部组件和简化电路板布局。 它还提供各种针对异常状况的保护功能。 对负载变化采用错误因果时序保护、栅极扩展限制保护和 RES 瞬降保护。 提供 LPC 和 RES 引脚开路/短路保护,防止连接到 LPC 或 RES 引脚的电阻损坏时,控制器出现错误操作。 另外还提供内部过温保护和 Vdd 过压保护。 它还采用 mWSaverTM 技术。这种技术可以在节能模式时停止控制器的开关动作,以改进空载或轻载效率。 在这种情况下,可以将功耗水平降至最低。

PowerTrench MOSFET

沟道栅极 MOSFET 是在中低压应用中最适合的功率器件。 PowerTrench®MOSFET 是一款新型的中压功率 MOSFET,专为同步整流进行高度优化。 它采用屏蔽栅极结构,其中的保护电极连接到源极,如图 2 所示。 屏蔽电极,以及电极与漂移区之间较厚的氧化层,为漂移区提供电荷平衡。 这使得在漂移区可以使用更多的掺杂质,从而降低漂移电阻。 与上一代产品相比,MOSFET 的漂移阻抗得到了显著改进。 这个非常低的 RDS(ON) 直接降低了同步整流 MOSFET 的导通损耗。 在轻载条件下,导通损耗极小,而驱动损耗则更为重要。 对于功率 MOSFET,栅极电荷参数是驱动损耗的最重要因素。 这种 MOSFET 的栅极电荷比传统沟道 MOSFET 低一半以上,在轻载条件下可以显著降低驱动损耗。 除了 RDS(ON) 和栅极电荷之外,其他参数,例如体二极管反向恢复电荷 (Qrr)、内部栅极电阻以及 MOSFET (QOSS) 的输出电荷现在在同步整流中也逐渐变得更为相关。 这些损耗器件的重要性随着开关频率的提高而提高。 同步整流 MOSFET 的开关损耗由下列公式确定。

Psw= (Qrr-Qoss)*Vds*fsw

显然,为了获得更高效率,降低体二极管的反向恢复电荷尤为重要。 现在,MOSFET 已经过优化,可最大限度地降低体二极管的反向恢复电荷。

系统性能

飞兆半导体的解决方案在 40W 额定多输出开关电源下经过评估。 它具有 4 个输出,其中主输出为 13.2VDC、2.8A。 其他输出为两个 5V 和 15V,额定电流各为 0.1A。 这是主流电冰箱电源的典型配置。图 3 显示了两个解决方案的系统效率。 在 220VAC 输入时,较之现有竞争对手的解决方案,推荐解决方案的效率更高。 在 115VAC 输入时,它的效率同样更高。 应注意的是,推荐的解决方案可提供极佳的轻载效率,而这正是在行业内日益关注的。 图 4 显示的是初级开关管上的峰值电压。 推荐解决方案的电压尖峰要低得多,而这有助于提高系统可靠性和降低缓冲器功耗。 测试还验证了,使用推荐的解决方案,还可以降低主要器件的工作温度。  

结论

电冰箱每天 24 小时开机,因此,电源能效对于消费者和环境保护都至关重要。 飞兆半导体提供了领先的初级开关电源芯片、次级同步整流控制器和同步整流开关管的技术。 组合解决方案展示了优异的系统效率。

关键词: 解决方案 同步整流 开关电源

责任编辑:QL0009

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