怎样来下降晶体管与变压器的损耗进步开关电源功率?
- 型号:LDX-K3050
- 输出电压:0-30V 输出电流:0-50A
- 来源:雷火亚洲电竞平台
- 发布时间:2024-12-14 15:27:52
- 首要分为注册/关断损耗两个方面。开关晶体管的损耗首要与开关管的开关次数有关,还与作业频率和负载特
首要分为注册/关断损耗两个方面。开关晶体管的损耗首要与开关管的开关次数有关,还与作业频率和负载特性有关。假如开关时刻添加一倍,开关管的损耗将添加约2~3倍,而开关管的损耗与开关电源的作业频率成正比。
首要包含磁滞损耗、涡流损耗和铜损。开关变压器的涡流损耗与变压器线圈的铜损与作业频率的平方成正比,而磁滞损耗除与作业频率外还与磁通密度的1.6次方成正比。
首要由两部分所组成:正导游通损耗和反向恢复损耗。整流二极管的正向损耗与整流二极管的正向压降有关,而反向恢复损耗与二极管的反向恢复时刻有关。
以上三种损耗占开关电源总损耗的20%以上。怎样来下降开关晶体管与变压器的损耗,进步功率,是每个工程师在规划的时分会考虑到的问题。
三极管(或MOSFET)的输入能够等效为一个电容并联一个电阻,其输入电压为:
三极管(或MOSFET)导通时,输出端能够等效为一个电感并联一个电阻;三极管截止时,能够等效为一个电容与一个电阻并联;其输出电压为:
当输入信号 Vin 变为正时,集电极电流Ic上升到其最大值 Icm 的 10%所需的时刻。
集电极电流Ic从其最大值 Icm 的 10% 上升到 90%所花费的时刻。
当输入信号 V in变为负时,峰值集电极电流 I cm降至其值的 90%所需的时刻。
集电极电流Ic从其最大值 Icm 的 90% 下降到 10%所花费的时刻。
选用反激式开关电源,流过开关管的电流是锯齿波。起先开关管导通,流过变压器初级线圈的电流很小,但在变压器关断前电流变得很大。因而晶体管在导通时刻(t d和t r)的损耗很小,而在关断时刻(t s和t f)的损耗很大,相差几十倍。
关于正向开关电源,流过开关管的电流是梯形波形。起先开关管导通,流过变压器初级线圈的电流比较大。它在晶体管封闭之前变大。因而,开关管在导通初期(t d和t r)和关断期间(t s和t f)的损耗均大于反激式开关电源。
下降开关损耗的一种办法是尽可能缩短晶体管的导通/关断时刻,尤其是关断时刻,另一种办法是下降作业频率。
纯阻性负载的开关损耗与开关管的四次开关次数成正比。因而添加晶体管的导通/关断时刻会一起下降开关电路的电压和电流上升率。更有助于下降开关电源的辐射搅扰,但会添加晶体管的开关损耗。
上图为单极开关电源正常作业时变压器铁心的磁化曲线(磁滞回线)。当励磁电流对铁芯进行磁化时,磁通密度沿磁化曲线abc改变。在这种情况下,磁通密度跟着磁场强度的添加而添加。退磁时,磁通密度和磁场强度沿磁化曲线cda改变。在这种情况下,磁通密度跟着磁场强度而下降。
一方面,当脉冲宽度一守时,励磁电流和退磁电流发生的磁场强度巨细持平方向相反,因而磁滞环的两头(a和c)为根本安稳。另一方面,磁滞回线的两头会跟着脉冲宽度的改变而改变。
关于变压器铁芯的挑选,咱们首要考虑体积、作业功率、可靠性、本钱等方面,其间必定涉及到变压器铁芯的许多参数,如:最大磁通密度Bm(或磁饱满磁通密度B s )、最大磁导率μ m、有用磁导率μ e、矫顽力H m和涡流损耗等。这些参数根本上与作业频率有关,尤其是涡流损耗P e和磁滞丢失 P h。
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