Anahtarlama güç kaynağı içindeki kayıplar nelerdir?
Anahtarlamalı güç kaynağı içindeki ana kayıp Anahtarlamalı güç kaynağının verimliliğini artırmak için çeşitli kayıpları ayırt etmek ve kabaca tahmin etmek gerekir. Anahtarlama güç kaynağının dahili kaybı kabaca dört kısma ayrılabilir: anahtarlama kaybı, iletim kaybı, ek kayıp ve direnç kaybı. Bu kayıplar genellikle kayıplı bileşenlerde birlikte meydana gelir ve aşağıda ayrı ayrı ele alınmıştır.
Güç anahtarlaması ile ilişkili kayıplar
Güç anahtarı, tipik bir anahtarlamalı güç kaynağı içindeki iki ana kayıp kaynağından biridir. Kayıplar temel olarak iki kısma ayrılabilir: iletim kayıpları ve anahtarlama kayıpları. İletim kaybı, güç cihazı açıldıktan ve sürüş ve anahtarlama dalga biçimleri stabilize edildikten sonra güç anahtarı iletim durumundayken oluşan kayıptır; anahtarlama kaybı, güç anahtarı sürüldüğünde ve yeni bir çalışma durumuna girdiğinde meydana gelir, dalga formu geçiş halindeyken sürüş ve anahtarlama Kaybı. Bu fazlar ve dalga biçimleri Şekil 1'de gösterilmiştir.
İletim kaybı, anahtar üzerindeki voltajın ve akım dalga biçiminin çarpımı ile ölçülebilir. Bu dalga biçimleri yaklaşık olarak doğrusaldır ve iletim sırasındaki güç kaybı Denklem (1) ile verilir.
Bu kaybı kontrol etmeye yönelik tipik bir yaklaşım, güç anahtarının iletim süresi boyunca voltaj düşüşünü en aza indirmektir. Bu amaca ulaşmak için, tasarımcı anahtarın doygunlukta çalışmasını sağlamalıdır. Bu koşullar denklem (2a) ve denklem (2b) ile taban veya kapı aşırı akım sürücüsü yoluyla verilir, toplayıcı veya tahliye akımının güç anahtarının kendisi yerine harici bileşenler tarafından kontrol edilmesini sağlar.
Güç anahtarlama geçişleri sırasındaki anahtarlama kayıpları, hem kendi faktörleri hem de ilgili bileşenlerin etkileri ile daha karmaşıktır. Kayıpla ilgili dalga formları, yalnızca gerilim probunun drenaj-kaynak (toplayıcı-emitör) ucuna bağlı bir osiloskop ile gözlemlenebilir ve AC akım probu, drenaj veya kollektör akımını ölçebilir. Her anahtarlama anında kaybı ölçerken, korumalı kısa uçlu bir prob kullanılmalıdır, çünkü herhangi bir uzunluktaki korumasız kablo, diğer güç kaynaklarından gelen gürültüye neden olabilir ve bu nedenle gerçek dalga biçimini doğru şekilde gösteremez. İyi bir dalga formu elde edildikten sonra, bu iki eğrinin çevrelediği alan, basit bir üçgen ve dikdörtgen toplama yöntemiyle kabaca hesaplanabilir. Açma kaybı formül (3) ile hesaplanabilir.
Bu sonuç, yalnızca güç anahtarının açılma süresi sırasındaki kayıp değeri artı anahtarlama süresi boyunca toplam kayıp değerini elde etmek için kapatma ve iletim kayıplarıdır.
Çıkış doğrultucu ile ilişkili kayıplar
Tipik bir senkronize olmayan doğrultucu anahtarlamalı güç kaynağı içindeki toplam kayıpta, çıkış doğrultucusunun kaybı, toplam kaybın yüzde 40'ını -65 oluşturur. Bu yüzden bu bölümü anlamak çok önemlidir. Şekil 2'den çıkış doğrultucu ile ilişkili dalga formlarını görebilirsiniz.
