Anahtarlama güç kaynağının verimliliği nasıl artırılır
Anahtarlamalı bir güç kaynağının güç tüketimi, yarı iletken anahtarların, manyetik bileşenlerin, kabloların vb. parazit dirençlerinden kaynaklanan sabit kayıplardan ve anahtarlama işlemleri sırasındaki anahtarlama kayıplarından oluşur. Sabit kayıplar esas olarak bileşenlerin özelliklerine bağlıdır ve bu nedenle bileşen teknolojisindeki iyileştirmeler yoluyla bastırılması gerekir. Manyetik bileşenler söz konusu olduğunda, hem yüzey etkisini hem de komşu tel etkisini hesaba katan düşük kayıplı sarma yöntemleri uzun süredir araştırılmaktadır. Transformatörlerin kaçak endüktanslarından kaynaklanan anahtarlama darbelerinden kaynaklanan anahtarlama kayıplarını azaltmak amacıyla darbe enerjisi rejenerasyonlu tampon devreleri gibi yeni devre teknolojileri geliştirilmiştir. Aşağıda anahtarlamalı güç kaynaklarının verimliliğini artırmaya yönelik devreler ve sistem yöntemleri yer almaktadır.
(1) ZVS (Sıfır Gerilim Anahtarlama), ZCS (Sıfır Akım Anahtarlama) ve anahtarlama kayıplarını azaltmak için rezonans anahtarlama kullanan diğer yöntemler.
(2) Aktif kenetleme devreleri tarafından temsil edilen Edge ReSONance kullanılarak anahtarlama kayıplarının azaltılması.
(3) Tepe akımını bastırmak için anahtarlama elemanının açık kalma süresi uzatılarak sabit kayıplar azaltılır.
(4) Alçak gerilim, yüksek akım uygulamaları için senkron doğrultma devrelerini geliştirerek sabit kayıpların azaltılması.
(5) Dönüştürücünün paralel yapısından yararlanılarak sabit kaybın azaltılması.
İlk yöntem, anahtarlama kayıplarını azaltmada son derece etkilidir ancak sorun, tepe akımı ve tepe geriliminden kaynaklanan sabit kayıpların artmasıdır. Aktif snubber sorununu çözmek için geliştirilen ikinci yöntem (Active Snubber), son derece pratik bir ZVS yöntemidir; Ancak hafif yük koşullarında reaktif akımın neden olduğu verim düşüşü, en büyük dezavantajlarından biridir. Üçüncü yöntemde TapInductor (TapInductor) kullanımı daha verimli olur, kaçak akımın neden olduğu kaçak akımla baş edebilir. Üçüncü yöntem olan TapInductor yöntemi daha etkilidir ve kaçak endüktansın neden olduğu dalgalanma olgusuyla baş edebilir. Dördüncü yönteme gelince, iki aşamalı yapı senkron doğrultucu devrelerin verimli çalışmasını sağlamanın yollarından biridir. İki aşamalı yapı, 0.5'e yakın sabit bir zaman oranı ve ön aşamadaki dönüştürücü tarafından çıkış voltajı kontrolü kullanılarak bir senkron doğrultucu devresinin verimli çalışmasını sağlamanın yollarından biridir. "İki aşamalı yapının verimde düşüşe yol açacağı" şeklindeki geleneksel düşünceye aykırıdır." Bu geleneksel düşünce tarzı, düşük voltajlı yüksek akımlı durumlarda çok etkilidir. Beşinci yönteme gelince, ya tüm dönüştürücü devresi Paralel bağlanabilir veya bir akım çarpanı gibi olabilir. Beşinci yönteme gelince, dönüştürücü devresinin tamamı paralel olarak bağlanabilir veya Akım Katlayıcıda olduğu gibi bir kısmı paralel olarak bağlanabilir. Dönüştürücünün paralel çalışmasıyla elde edilen verimlilik kazanımlarının kısa açıklaması Aşağıda dönüştürücünün paralel çalışmasıyla elde edilen verimlilik kazanımlarının kısa bir açıklaması yer almaktadır.
