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环亚娱乐手机app开关电源规划诀窍(一)

来源:http://www.360yptsh.com 编辑:www.ag88.com 时间:2018/09/25

  开关电源规划诀窍(一)

  为您的电源挑选最佳的作业频率是一个杂乱的权衡进程,其间包含尺度、功率以及本钱。一般来说,低频率规划往往是最为高效的,可是其尺度最大且本钱也最高。尽管调高频率能够缩小尺度并下降本钱,但会添加电路损耗。接下来,咱们运用一款简略的降压电源来描绘这些权衡进程。

  咱们以滤波器组件作为开端。这些组件占有了电源体积的大部分,一起滤波器的尺度同作业频率成反比联系。另一方面,每一次开关变换都会伴有能量损耗;作业频率越高,高盛集团注资雷士照明3700万美元,开关损耗就越高,一起功率也就越低。其次,较高的频率运转一般意味着能够运用较小的组件值。因而,更高频率运转能够带来极大的本钱节省。

  图1.1显现的是降压电源频率与体积的联系。频率为100kHz时,电感占有了电源体积的大部分(深蓝色区域)。假如咱们假定电感体积与其能量相关,那么其体积缩小将与频率成正份额联系。因为某种频率下电感的磁芯损耗会极大增高并约束尺度的进一步缩小,因而在此情况下上述假定就不容乐观了。假如该规划运用陶瓷电容,那么输出电容体积(褐色区域)便会随频率缩小,即所需电容下降。另一方面,之所以一般会选用输入电容,是因为其具有纹波电流额定值。该额定值不会随频率而明显改变,因而其体积(黄色区域)往往能够坚持稳定。别的,电源的半导体部分不会随频率而改变。这样,因为低频开关,无源器材会占有电源体积的大部分。当咱们转到高作业频率时,半导体(即半导体体积,淡蓝色区域)开端占有较大的空间份额。

  

  

图1.1电源组件体积主要由半导体占有

  该曲线图显现半导体体积本质上并未随频率而改变,而这一联系可能过于简略化。与半导体相关的损耗主要有两类:传导损耗和开关损耗。同步降压变换器中的传导损耗与MOSFET的裸片面积成反比联系。MOSFET面积越大,其电阻和传导损耗就越低。

  开关损耗与MOSFET开关的速度以及MOSFET具有多少输入和输出电容有关。这些都与器材尺度的巨细相关。大体积器材具有较慢的开关速度以及更多的电容。图1.2显现了两种不同作业频率(F)的联系。传导损耗(Pcon)与作业频率无关,而开关损耗(PswF1和PswF2)与作业频率成正份额联系。因而更高的作业频率(PswF2)会发生更高的开关损耗。当开关损耗和传导损耗持平时,每种作业频率的总损耗最低。别的,跟着作业频率进步,总损耗将更高。

  

  

图1.2进步作业频率会导致更高的整体损耗

  可是,在更高的作业频率下,最佳裸片面积较小,然后带来本钱节省。实际上,在低频率下,经过调整裸片面积来最小化损耗会带来极高本钱的规划。可是,转到更高作业频率后,咱们就能够优化裸片面积来下降损耗,环亚娱乐手机app。然后缩小电源的半导体体积。这样做的缺陷是,假如咱们不改善半导体技能,那么电源功率将会下降。

  如前所述,更高的作业频率可缩小电感体积;所需的内层芯板会削减。更高频率还可下降关于输出电容的要求。有了陶瓷电容,咱们就能够运用更低的电容值或更少的电容。这有助于缩小半导体裸片面积,进而下降本钱。

  

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