利用數字電源技術實現省電
切相控制
交錯技術可改善電路效率,減小輸出電流紋波,提高有效紋波頻率,降低輸出濾波器電容要求。交錯方法還能顯著降低輸入濾波器電感和電容要求。兩相并行工作可降低滿負載下的導通損耗,但會提高輕負載下的開關損耗。一相關閉時,導通損耗會提高,但開關損耗會降低,從而在輕負載下獲得更高的效率。通過監控輸出電流,可以實現對相數的實時優化。用戶可以更改切相(phase shedding)的負載電流閾值。
圖4 切相條件下的效率測量
在兩相系統中,控制器應能利用交錯相位工作,還能平衡電流并增加相位或進行切相。利用數字控制技術,可以在控制器中輕松實現這些功能。圖4顯示了在輕負載條件下利用切相控制提高效率的實驗測試結果。
冷冗余
在空閑模式和其他低功耗條件下,為了提高系統能效并實現省電,需要引入冷冗余模式。在這種模式下,控制電路僅僅激活省電所需的電源模塊,其他電源模塊關閉,處于待機狀態。一旦負載變大,或者在用電源發生故障,就可以激活冗余電源。
圖5 冷冗余操作
為實現冷冗余,開關電源控制器應能在不同情況下監控系統并控制電源。例如,數字控制器能夠檢測負載和故障條件,然后采用不同的軟啟動時序激活待機電源。與模擬解決方案相比,數字電源技術更靈活,能夠對冷冗余進行智能控制。
結論
利用數字電源技術省電能夠產生顯著的技術和經濟效益。相比于模擬控制方案,數字電源技術可提供更高的靈活性、先進的實時控制算法和操作智能,因而能夠在高低兩種負載條件下輕松實現省電。本文所討論的數字控制技術正在快速發展,基于這種技術的數字電源解決方案有望在省電方面發揮越來越重要的作用。
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