如何提高開(kāi)關(guān)電源效率

開(kāi)關(guān)電源的功耗包括由半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)、磁性元件和布線等的寄生電阻所產(chǎn)生的固定損耗以及進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作時(shí)的開(kāi)關(guān)損耗。對(duì)于固定損耗，由于它主要取決于元件自身的特性，因此需要通過(guò)元件技術(shù)的改進(jìn)來(lái)予以抑制。在磁性元件方面，對(duì)于兼顧了集膚效應(yīng)和鄰近導(dǎo)線效應(yīng)的低損耗繞線方法的研究由來(lái)已久。為了降低源自變壓器漏感的開(kāi)關(guān)浪涌所引起的開(kāi)關(guān)損耗，人們開(kāi)發(fā)出了具有浪涌能量再生功能的緩沖電路等新型電路技術(shù)。以下是提高開(kāi)關(guān)電源效率的電路和系統(tǒng)方法：

（1）ZVS（零電壓開(kāi)關(guān)）、ZCS（零電流開(kāi)關(guān)）等利用諧振開(kāi)關(guān)來(lái)降低開(kāi)關(guān)損耗的方法。

（2）運(yùn)用以有源箝位電路為代表的邊緣諧振（Edge ResONance）來(lái)降低開(kāi)關(guān)損耗。

（3）通過(guò)延展開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通時(shí)間以抑制峰值電流的方法來(lái)減少固定損耗。

（4）在低電壓大電流的場(chǎng)合通過(guò)改善同步整流電路的方法來(lái)減少固定損耗。

（5）利用轉(zhuǎn)換器的并聯(lián)結(jié)構(gòu)來(lái)減少固定損耗。

其中，第一種方法對(duì)于降低開(kāi)關(guān)損耗極為有效，但問(wèn)題是因峰值電流和峰值電壓所導(dǎo)致的固定損耗將會(huì)增加。

第二種方法是為解決該問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的有源緩沖器（Active Snubber），是一種極為實(shí)用的ZVS方式；但是，由輕負(fù)載條件下的無(wú)功電流所引發(fā)的效率下降問(wèn)題卻是其一大缺陷。

第三種方法中，采用抽頭電感器（Tap Inductor）的方式是比較有效的，它能夠應(yīng)付由漏感所引起的浪涌現(xiàn)象。

關(guān)于第四種方法，兩段式結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)同步整流電路高效工作的方法之一，它采用接近0.5的固定時(shí)間比率（Time Ratio），并由前段的轉(zhuǎn)換器來(lái)進(jìn)行輸出電壓控制。它一反“兩段式結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致效率下降”這一傳統(tǒng)思維模式，在低電壓大電流的場(chǎng)合非常有效。

至于第五種方法，既可將整個(gè)轉(zhuǎn)換器電路進(jìn)行并聯(lián)，也可像電流倍增器（Current Doubler）那樣部分采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)。下面將對(duì)利用轉(zhuǎn)換器的并聯(lián)操作所實(shí)現(xiàn)的效率提升情況進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。