電源內(nèi)部損耗為什么會(huì)存在吶？

通常情況下要想搞清楚構(gòu)成一個(gè)典型變換器的每個(gè)元器件上的寄生參數(shù)的性質(zhì)，將有助于確定磁性元件參數(shù)、設(shè)計(jì) PCB、設(shè)計(jì) EMI 濾波器等。這是所有開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中最難的一部分。

要提高開(kāi)關(guān)電源的效率，就必須分辨和粗略估算各種損耗。開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的損耗大致可分為四個(gè)方面：開(kāi)關(guān)損耗、導(dǎo)通損耗、附加損耗和電阻損耗。這些損耗通常會(huì)在有損元器件中同時(shí)出現(xiàn)，下面將分別討論。

與功率開(kāi)關(guān)有關(guān)的損耗

功率開(kāi)關(guān)是典型的開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部最主要的兩個(gè)損耗源之一。損耗基本上可分為兩部分：導(dǎo)通損耗和開(kāi)關(guān)損耗。導(dǎo)通損耗是當(dāng)功率器件已被開(kāi)通，且驅(qū)動(dòng)和開(kāi)關(guān)波形已經(jīng)穩(wěn)定以后，功率開(kāi)關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的損耗;開(kāi)關(guān)損耗是出現(xiàn)在功率開(kāi)關(guān)被驅(qū)動(dòng)，進(jìn)入一個(gè)新的工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)和開(kāi)關(guān)波形處于過(guò)渡過(guò)程時(shí)的損耗。這些階段和它們的波形見(jiàn)圖 1。

導(dǎo)通損耗可由開(kāi)關(guān)兩端電壓和電流波形乘積測(cè)得。這些波形都近似線性，導(dǎo)通期間的功率損耗由式(1)給出。

控制這個(gè)損耗的典型方法是使功率開(kāi)關(guān)導(dǎo)通期間的電壓降最小。要達(dá)到這個(gè)目的，設(shè)計(jì)者必須使開(kāi)關(guān)工作在飽和狀態(tài)。這些條件由式(2a)和式(2b)給出，通過(guò)基極或柵極過(guò)電流驅(qū)動(dòng)，確保由外部元器件而不是功率開(kāi)關(guān)本身對(duì)集電極或漏極電流進(jìn)行控制。

電源開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換期間的開(kāi)關(guān)損耗就更復(fù)雜，既有本身的因素，也有相關(guān)元器件的影響。與損耗有關(guān)的波形只能通過(guò)電壓探頭接在漏源極(集射極)端的示波器觀察得到，交流電流探頭可測(cè)量漏極或集電極電流。測(cè)量每一開(kāi)關(guān)瞬間的損耗時(shí)，必須使用帶屏蔽的短引線探頭，因?yàn)槿魏斡虚L(zhǎng)度的非屏蔽的導(dǎo)線都可能引入其他電源發(fā)出的噪聲，從而不能準(zhǔn)確顯示真實(shí)的波形。一旦得到了好的波形，就可用簡(jiǎn)單的三角形和矩形分段求和的方法，粗略算出這兩條曲線所包圍的面積。例如圖 1 的開(kāi)通損耗可用式(3)計(jì)算。

這個(gè)結(jié)果只是功率開(kāi)關(guān)開(kāi)通期間的損耗值，再加上關(guān)斷和導(dǎo)通損耗可以得到開(kāi)關(guān)期間的總損耗值