CN103066812A - 一种通过改变场效应管的驱动电压提高电源效率的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种通过改变场效应管的驱动电压提高电源效率的设计方法，通过针对不同的负载状况和工作频率，选择合适的驱动电压，让电源通过开关场效应管的损耗消耗始终达到最小，减小不必要的损耗，从而使我的电源的效率始终工作在一个高效率的状态。在同等的场效应管不变的状况下，可以使电源的效率有2%以上的效率提升，系统增加一个电压跟随器装置，但因为这一组装置可以对应多组Power线路，特别是对应现在给CPU供电的一组电源的多项供电方式，这与用更换质量更好的场效应管来提高效率，节省了很大的成本，从而提高了产品的竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及计算机机技术领域，具体地说是一种通过改变场效应管的驱动电压提高电源效率的设计方法。
背景技术
随着节能环保的理念深入人心和社会对能源需求的不断增加，节能越来越成为更多人的共识。随之而来的是电源转换器件的生产工艺的不断提高，是电子转换器件本身无用功做的越来越来越少，电源转化效率得到大幅提高。而智能化管理的则使我们的电子产品能根据对电量需求的不同，自动调节电源转换器的工作状态，使之转化效率保持在一个高水平。但对应单个的电源转化效率提高，现在的途径是通过电源转换器件的生产工艺的不断提高和驱动电压的降低来实现效率的提高。
我们知道场效应管的损耗的功率有导通损耗和开关损耗两种，驱动电压高，导通损耗较小，开关损耗大；驱动电压低，导通损耗大，开关损耗小。而电源工作的状态，则有轻载和重载两个不同的模式，轻载时开关损耗占得比例相对较大，导通损耗占得比例较小；重载时开关损耗占得比例较小，导通损耗占得比例较大。但现在这两个途径都基本上做到了极致，半导体器件的生产工艺虽然还有提高的空间，但很难再有一个质的提高，现在驱动电压已经降到3.3V甚至更低，受制于场效应管的特性，驱动电压很难再降下来，所以再想通个这两个途径来提高单组电源本身的效率，必会带来巨大的成本代价。
发明内容
本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种通过改变场效应管的驱动电压提高电源效率的设计方法。
本发明的技术方案是按以下方式实现的，通过电源工作的状态，根据电源工作的状态来选择合适的驱动电压，使单组的电源系统在场效应管处损耗的总值最小，从而达到提高效率的目的，此项技术可以提高单组电源的效率2%-3%。
在控制芯片与场效应管之间设置电压跟随器，由控制芯片控制电压跟随器对场效应管随时输出最佳驱动电压，让电源通过开关场效应管的损耗总值始终处于最小状态，从而达到提高效率的目的，具体步骤如下：
在控制芯片与场效应管之间设置电压跟随器，控制芯片把反馈回路的电流信息以电压的形式反馈到电压跟随器，建立电压跟随器输出脉冲电平的电压和输出电流的对应关系，使不同负载下电压跟随器向场效应管输出不同的驱动电平，在轻载时输出较低的驱动电平，降低轻载状态中的占80%比例以上的场效应管的开关损耗，从而获得较高的效率，在重载时输出较高的驱动电平，降低重载状态中占80%比例以上的场效应管的导通损耗，获得较高的效率，这样就使整个电源系统始终工作在一个较高的效率，从而实现提高单组电源效率的作用。
本发明的有益效果：通过针对不同的负载状况和工作频率，选择合适的驱动电压，让电源通过开关场效应管的损耗消耗始终达到最小，减小不必要的损耗，从而使我的电源的效率始终工作在一个高效率的状态。在同等的场效应管不变的状况下，可以使电源的效率有2%以上的效率提升，系统增加一个电压跟随器装置，但因为这一组装置可以对应多组Power线路，特别是对应现在给CPU供电的一组电源的多项供电方式，这与用更换质量更好的场效应管来提高效率，此项技术可以提高单组电源的效率2%-3%。节省了很大的成本，从而提高了产品的竞争力。
附图说明
图1是传统的电源电路结构示意图；
图2是增加电压跟随器的电源电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的方法作进一步详细说明。
如附图1：控制芯片通过一个5V的脉冲信号实现对上下场效应管的控制，实现上下场效应管的打开和关闭，从而实现目标电压的输出。反馈回路用来反馈输出电路的电流大小和电压的大小，以实现稳定的输出。
如附图2：控制芯片把反馈回路的电流信息以电压的形式反馈到电压跟随器，建立电压跟随器输出的脉冲电平的电压和输出电流的对应关系，使不同负载下的场效应管获得不同的驱动电平，在轻载时驱动电平较低，降低轻载状态中的占80%比例以上的场效应管的开关损耗，从而获得较高的效率。在重载时驱动电平较高，降低重载状态中占80%比例以上的场效应管的导通损耗，获得较高的效率。在中载时，驱动电平输出电平和发明前一致，实现在中载时的高效率。这样就使整个电源系统始终工作在一个较高的效率，从而实现提高单组电源效率的作用。
本发明是在不改变电源转换器件和降低驱动电压的情况下，把一组电源看成一个系统，瞬时选择合适的驱动电压，让电源通过开关场效应管的损耗消耗始终达到最小。就是通过电源工作的状态，根据电源工作的状态来选择合适的驱动电压，使单组的电源系统在场效应管处损耗的总值最小，从而达到提高效率的目的，此项技术虽然增加了部分成本，但从长远来看，电压跟随器完全可以做到IC里面，这样对成本的增加几乎为零，突破了现在因场效应管的制作工艺瓶颈带来的效率瓶颈，以提高单组电源的效率2%-3%。
除本发明的说明书公开的技术特征外均为本专业技术人员的公职技术。
Claims (1)
1.一种通过改变场效应管的驱动电压提高电源效率的设计方法，其特征在于，在控制芯片与场效应管之间设置电压跟随器，由控制芯片控制电压跟随器对场效应管随时输出最佳驱动电压，让电源通过开关场效应管的损耗总值始终处于最小状态，从而达到提高效率的目的，具体步骤如下：
在控制芯片与场效应管之间设置电压跟随器，控制芯片把反馈回路的电流信息以电压的形式反馈到电压跟随器，建立电压跟随器输出脉冲电平的电压和输出电流的对应关系，使不同负载下电压跟随器向场效应管输出不同的驱动电平，在轻载时输出较低的驱动电平，降低轻载状态中的占80%比例以上的场效应管的开关损耗，从而获得较高的效率，在重载时输出较高的驱动电平，降低重载状态中占80%比例以上的场效应管的导通损耗，获得较高的效率，这样就使整个电源系统始终工作在一个较高的效率，从而实现提高单组电源效率的作用。
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| CN2013100284634A CN103066812A (zh) | 2013-01-25 | 2013-01-25 | 一种通过改变场效应管的驱动电压提高电源效率的设计方法 |
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- 2013-01-25 CN CN2013100284634A patent/CN103066812A/zh active Pending
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