今天主要来聊一聊,开关电源的损耗问题。
目录
概述
DCDC的损耗来源
案例分析
在开关电路中,电源芯片的输入范围与输出范围通过手册均能查阅,但是关于它们的转换效率很有朋友去了解过。一般有经验的工程师都知道的一条原则:通常输入的电压差越小,转换的效率就越高。
2 DCDC的损耗来源
DCDC电源的损耗来源比较多,一般包括开通损耗、关断损耗、驱动损耗等。其中影响比较大的因素是功率的开关损耗、二极管的导通损耗。
功率管的开关损耗
功率管的导通损耗主要发生在功率管导通时,具体的计算公式见下:
其中,各个参数的意义见下:
Rds(ON):导通时漏源之间的电阻[Ohm]
Iout:负载电流[A]
D:占空比
如果使用Rds(ON)小的功率管,导通损耗就小,但通常由于各代功率管的Rds(ON)×Ciss(功率管输入电容)固定,因此若 Rds(ON)变小,Ciss反而会增大,从而会影响到后述的开关损耗。
二极管的导通损耗
二极管的导通的损耗计算公式见下:
其中,各个参数的意义见下:
Iout:负载电流[A]
Vdiode:二极管的压降[V]
D:占空比
3 案例分析
案例:输入电压是Vin=24V,输出电流Iout=1A,功率管的导通电路为60mΩ,肖特基二极管的导通压降Vdiode为0.4V,分别计算出输出电压为12V和5V时的效率?
输出12V电压
功率管导通损耗计算
二极管导通损耗计算
效率计算
输出5V电压
功率管导通损耗计算
二极管导通损耗计算
效率计算
总结
验证了之前那条原则:通常输入的电压差越小,转换的效率就越高。
基础篇-BUCK拓扑EMI对策(3) 基础篇-BOOST拓扑EMI对策(4) 基础篇-BOOST拓扑EMI对策(4) 基础篇-BUCK拓扑PCB布线规则(5) 基础篇-BUCK拓扑PCB布线规则(6) 基础篇-电感啸叫的原因及对策(7) 基础篇-减小输出纹波电压的方法(8) 基础篇-电源串联与并联使用(9)