Aké sú straty vo vnútri spínaného zdroja?
Hlavná strata vo vnútri spínaného zdroja Pre zlepšenie účinnosti spínaného zdroja je potrebné rozlíšiť a zhruba odhadnúť rôzne straty. Vnútornú stratu spínaného napájania možno zhruba rozdeliť do štyroch aspektov: strata spínania, strata vedenia, dodatočná strata a strata odporu. Tieto straty sa často vyskytujú spoločne v stratových komponentoch a sú diskutované samostatne nižšie.
Straty spojené s prepínaním napájania
Sieťový vypínač je jedným z dvoch hlavných zdrojov straty vo vnútri typického spínaného zdroja napájania. Straty možno v zásade rozdeliť na dve časti: straty vo vedení a straty pri spínaní. Strata vedenia je strata, keď je spínač napájania v stave vedenia potom, čo bolo zapnuté napájacie zariadenie a boli stabilizované priebehy riadenia a spínania; strata spínania nastáva, keď je vypínač napájania aktivovaný a vstúpi do nového pracovného stavu, strata pri riadení a spínaní, keď je priebeh vlny v prechode. Tieto fázy a ich priebehy sú znázornené na obrázku 1.
Stratu vedenia je možné merať súčinom napätia na spínači a tvaru vlny prúdu. Tieto priebehy sú približne lineárne a strata výkonu počas vedenia je daná rovnicou (1).
Typický prístup k riadeniu tejto straty je minimalizovať pokles napätia počas doby vedenia výkonového spínača. Na dosiahnutie tohto cieľa musí projektant zabezpečiť, aby spínač fungoval v nasýtenom stave. Tieto podmienky sú dané rovnicou (2a) a rovnicou (2b), cez základný alebo hradlový nadprúdový pohon zaisťujú, že kolektorový alebo zberný prúd je riadený externými komponentmi a nie samotným vypínačom.
Straty spínania počas prechodov spínania výkonu sú zložitejšie, s vlastnými faktormi a účinkami súvisiacich komponentov. Tvary vĺn súvisiace so stratou možno pozorovať len s osciloskopom pripojeným ku koncu napäťovej sondy so zdrojom odberu (kolektor-emitor) a sonda striedavého prúdu môže merať odber alebo kolektorový prúd. Pri meraní straty v každom okamihu spínania sa musí použiť tienená sonda s krátkym zvodom, pretože akákoľvek dĺžka netieneného vodiča môže spôsobiť šum z iných zdrojov energie, a preto nemôže presne zobraziť skutočný priebeh. Po získaní dobrého tvaru vlny možno plochu ohraničenú týmito dvoma krivkami približne vypočítať jednoduchou metódou sčítania trojuholníkov a obdĺžnikov. Stratu pri zapnutí možno vypočítať podľa vzorca (3).
Týmto výsledkom je iba hodnota straty počas doby zapnutia výkonového spínača plus straty pri vypnutí a vedení, aby sa získala celková hodnota straty počas periódy spínania.
Straty spojené s výstupným usmerňovačom
V celkovej strate v typickom nesynchrónnom spínanom napájacom zdroji, strata výstupného usmerňovača predstavuje 40 percent -65 percent z celkovej straty. Pochopenie tejto časti je preto veľmi dôležité. Na obrázku 2 môžete vidieť priebehy spojené s výstupným usmerňovačom.
