CN110247539A - 一种降低开关电源待机能耗的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低开关电源待机能耗的方法，具体涉及开关电源技术领域，包括以下步骤：将开关电源设置为两组，包括主电源和副电源，主电源和副电源可同时开启、关闭，或其中一个处于开启，另一处处于关闭的状态，当开关电源启动时，辅助绕组为开关电源的控制芯片进行供电，启动时，开关电源内的启动电阻电压下降，然后在启动电阻的电路中串联一组电容。本发明通过对两组电源进行调控，并在电源的输出中取出纹波相位信号，对两组电源的相位相差进行调节，以保持两组电源的相位相差始终为180°，让两者叠加使输出电压纹波大大减小，以消除由于时钟频率降低带来的输出电压纹波增加的问题，减小开关电源待机损耗，提高待机效率。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域，更具体地说，本发明涉及一种降低开关电源待机能耗的方法。
背景技术
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。
专利申请公布号CN 207625432 U的发明专利公开了一种低待机功耗的开关电源，包括电源驱动电路、电源输出电路、储能电路、微控制单元和控制电路，由于加入了能够为微控制单元供电的储能电路，在待机时，微控制单元检测储能电路的供电电压，如果储能电路的供电电压不低于设定值，则关闭电源驱动电路，通过储能电路为微控制单元供电，从而降低待机功耗，只有在储能电路的供电低于设定值时，才打开电源驱动电路，通过电源驱动电路为微控制单元供电，并同时为储能电路储能减小开关电源待机损耗，提高待机效率。
但在实际应用中提高待机效率的同时，也带来一些问题，在负载范围内输出无法得到有效的调节，反应速度慢，且时钟频率降低会导致输出电压纹波的增加，影响开关电源的性能。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种降低开关电源待机能耗的方法，通过将开关电源设置为两组，通过对两组电源进行调控，并在电源的输出中取出纹波相位信号，对两组电源的相位相差进行调节，以保持两组电源的相位相差始终为180°，让两者叠加使输出电压纹波大大减小，以消除由于时钟频率降低带来的输出电压纹波增加的问题，提高了性能。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种降低开关电源待机能耗的方法，包括以下步骤：
步骤一，将开关电源设置为两组，包括主电源和副电源，主电源和副电源可同时开启、关闭，或其中一个处于开启，另一处处于关闭的状态，当开关电源启动时，辅助绕组为开关电源的控制芯片进行供电，启动时，开关电源内的启动电阻电压下降，然后在启动电阻的电路中串联一组电容，对启动电阻的电路进行切断；
步骤二，在控制芯片内置入频率控制模块，对时钟频率进行线性下降，当开关电源处于正常负载状态时，时钟频率周期为固定值，当开关电源进入待机状态时，时钟频率周期增大，成正比增长，即开关频率减小，开关损耗降为降频前的50%；
步骤三，当开关电源重载时，辅助绕组电压增大，电源电路中电阻增大，开关导通，辅助准谐振信号经过延时电路进行传输，内部比较器对该信号进行比较，电路工作切换在准谐振模式，当电源处于处于轻载和待机时，辅助绕组电压较小，开关关断，谐振信号停止传输，电源电路电压小于控制芯片的门限电压，准谐振模式不触发，电源电路进入低频的PWM控制模式；
步骤四，将开关电源的待机信号加在转换器电路的PW引脚上，在额定负载条件下，PW引脚为高电平，电源电路处在PWM模式，当电源电路负载抵于阈值时，PW引脚拉为低电平，电源电路工作模式切换为PFM模式；
步骤五，当电源电路处于轻在或待机条件时，由周期比PWM控制器时钟周期大的信号控制电源电路中的某一环节，使得PWM的输出脉冲周期性的有效或无效；
步骤六，在开关电源进行输出时，主电源和副电源可进行具体调控，具体为：
当主电源开通时，电压电流上升，此时副电源关断，并在主电源输出中取出纹波相位信号，将该信号反馈给副电源，让副电源及时纠正相位相差；
当副电源开通时，电压电流上升，此时主电源关断，并在副电源输出中取出纹波相位信号，将该信号反馈给主电源，让主电源及时纠正相位相差。
在一个优选地实施方式中，所述步骤五中，输出脉冲周期性改变只存在于峰值电流降至控制芯片设定值时。
在一个优选地实施方式中，所述步骤六中，主电源和副电源在不同的工作状态下进行工作时，两者输出相位相差均为180°。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明将开关电源设置为两组，通过对两组电源进行调控，并在电源的输出中取出纹波相位信号，对两组电源的相位相差进行调节，以保持两组电源的相位相差始终为180°，让两者叠加使输出电压纹波大大减小，以消除由于时钟频率降低带来的输出电压纹波增加的问题，提高了性能；
2、通过降低时钟频率和切换工作模式实现降低开关电源待机损耗，提高待机效率，可保持控制器一直在运作，在整个负载范围中，输出都能被妥善的调节，在负载从零激增至满负载的情况下，能够快速反应，输出电压降和过冲值都保持在允许范围内。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种降低开关电源待机能耗的方法，包括以下步骤：
步骤一，将开关电源设置为两组，包括主电源和副电源，主电源和副电源可同时开启、关闭，或其中一个处于开启，另一处处于关闭的状态，当开关电源启动时，辅助绕组为开关电源的控制芯片进行供电，启动时，开关电源内的启动电阻电压下降，然后在启动电阻的电路中串联一组电容，对启动电阻的电路进行切断；
步骤二，在控制芯片内置入频率控制模块，对时钟频率进行线性下降，当开关电源处于正常负载状态时，时钟频率周期为固定值，当开关电源进入待机状态时，时钟频率周期增大，成正比增长，即开关频率减小，开关损耗降为降频前的50%；
步骤三，当开关电源重载时，辅助绕组电压增大，电源电路中电阻增大，开关导通，辅助准谐振信号经过延时电路进行传输，内部比较器对该信号进行比较，电路工作切换在准谐振模式，当电源处于处于轻载和待机时，辅助绕组电压较小，开关关断，谐振信号停止传输，电源电路电压小于控制芯片的门限电压，准谐振模式不触发，电源电路进入低频的PWM控制模式；
步骤四，将开关电源的待机信号加在转换器电路的PW引脚上，在额定负载条件下，PW引脚为高电平，电源电路处在PWM模式，当电源电路负载抵于阈值时，PW引脚拉为低电平，电源电路工作模式切换为PFM模式；
步骤五，当电源电路处于轻在或待机条件时和电源电路峰值电流降至控制芯片设定值时，由周期比PWM控制器时钟周期大的信号控制电源电路中的某一环节，使得PWM的输出脉冲周期性的有效或无效；
步骤六，在开关电源进行输出时，主电源和副电源可进行具体调控，当主电源开通时，电压电流上升，此时副电源关断，并在主电源输出中取出纹波相位信号，将该信号反馈给副电源，让副电源及时纠正相位相差，以保持主电源和副电源相位相差始终为180°。
实施例2：
一种降低开关电源待机能耗的方法，包括以下步骤：
步骤一，将开关电源设置为两组，包括主电源和副电源，主电源和副电源可同时开启、关闭，或其中一个处于开启，另一处处于关闭的状态，当开关电源启动时，辅助绕组为开关电源的控制芯片进行供电，启动时，开关电源内的启动电阻电压下降，然后在启动电阻的电路中串联一组电容，对启动电阻的电路进行切断；
步骤二，在控制芯片内置入频率控制模块，对时钟频率进行线性下降，当开关电源处于正常负载状态时，时钟频率周期为固定值，当开关电源进入待机状态时，时钟频率周期增大，成正比增长，即开关频率减小，开关损耗降为降频前的50%；
步骤三，当开关电源重载时，辅助绕组电压增大，电源电路中电阻增大，开关导通，辅助准谐振信号经过延时电路进行传输，内部比较器对该信号进行比较，电路工作切换在准谐振模式，当电源处于处于轻载和待机时，辅助绕组电压较小，开关关断，谐振信号停止传输，电源电路电压小于控制芯片的门限电压，准谐振模式不触发，电源电路进入低频的PWM控制模式；
步骤四，将开关电源的待机信号加在转换器电路的PW引脚上，在额定负载条件下，PW引脚为高电平，电源电路处在PWM模式，当电源电路负载抵于阈值时，PW引脚拉为低电平，电源电路工作模式切换为PFM模式；
步骤五，当电源电路处于轻在或待机条件时和电源电路峰值电流降至控制芯片设定值时，由周期比PWM控制器时钟周期大的信号控制电源电路中的某一环节，使得PWM的输出脉冲周期性的有效或无效；
步骤六，在开关电源进行输出时，主电源和副电源可进行具体调控，当副电源开通时，电压电流上升，此时主电源关断，并在副电源输出中取出纹波相位信号，将该信号反馈给主电源，让主电源及时纠正相位相差，以保持主电源和副电源相位相差始终为180°。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种降低开关电源待机能耗的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将开关电源设置为两组，包括主电源和副电源，主电源和副电源可同时开启、关闭，或其中一个处于开启，另一处处于关闭的状态，当开关电源启动时，辅助绕组为开关电源的控制芯片进行供电，启动时，开关电源内的启动电阻电压下降，然后在启动电阻的电路中串联一组电容，对启动电阻的电路进行切断；
步骤二，在控制芯片内置入频率控制模块，对时钟频率进行线性下降，当开关电源处于正常负载状态时，时钟频率周期为固定值，当开关电源进入待机状态时，时钟频率周期增大，成正比增长，即开关频率减小，开关损耗降为降频前的50%；
步骤三，当开关电源重载时，辅助绕组电压增大，电源电路中电阻增大，开关导通，辅助准谐振信号经过延时电路进行传输，内部比较器对该信号进行比较，电路工作切换在准谐振模式，当电源处于处于轻载和待机时，辅助绕组电压较小，开关关断，谐振信号停止传输，电源电路电压小于控制芯片的门限电压，准谐振模式不触发，电源电路进入低频的PWM控制模式；
步骤四，将开关电源的待机信号加在转换器电路的PW引脚上，在额定负载条件下，PW引脚为高电平，电源电路处在PWM模式，当电源电路负载抵于阈值时，PW引脚拉为低电平，电源电路工作模式切换为PFM模式；
步骤五，当电源电路处于轻在或待机条件时，由周期比PWM控制器时钟周期大的信号控制电源电路中的某一环节，使得PWM的输出脉冲周期性的有效或无效；
步骤六，在开关电源进行输出时，主电源和副电源可进行具体调控，具体为：
当主电源开通时，电压电流上升，此时副电源关断，并在主电源输出中取出纹波相位信号，将该信号反馈给副电源，让副电源及时纠正相位相差；
当副电源开通时，电压电流上升，此时主电源关断，并在副电源输出中取出纹波相位信号，将该信号反馈给主电源，让主电源及时纠正相位相差。
2.根据权利要求1所述的一种降低开关电源待机能耗的方法，其特征在于：所述步骤五中，输出脉冲周期性改变只存在于峰值电流降至控制芯片设定值时。
3.根据权利要求1所述的一种降低开关电源待机能耗的方法，其特征在于：所述步骤六中，主电源和副电源在不同的工作状态下进行工作时，两者输出相位相差均为180°。
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