随着时代发展,开关电源在电子设备中广泛应用,其效率将直接影响设备的性能和能耗。但随之而来是更严重的损耗问题,如何针对开关电源的损耗,有效处理,是很多工程师的必学内容,下面将谈谈这些:
首先开关电源的损耗主要可分为:功率开关管的损耗、高频变压器的损耗、输出端整流管的损耗。
1、功率开关管的损耗
开关管在导通和截止状态间切换时,会产生一定的能量损耗。这种损耗与开关频率、开关管的电气特性以及电路的布局有关。
通过选用低导通电阻的开关管、优化开关管的驱动电路、降低工作频率等方式,可有效降低开关管的能量损耗。此外,合理布局电路,减小分布参数对开关管工作的影响,也是减少开关管损耗的有效途径。
2、高频变压器的损耗
变压器在转换电压过程中,由于磁芯的磁滞效应和线圈的电阻,会产生一定的能量损耗。此外,变压器的线圈和磁芯也会产生热损耗。
选择磁芯材料和线圈电阻小的变压器,可以降低变压器的能量损耗。同时,优化变压器的设计,减小其体积和重量,也可以减小热损耗。此外,通过优化变压器的冷却方式,如采用强制风冷或液冷,可有效提高其散热效率,降低热损耗。
3、输出端整流管的损耗
整流管在将高频脉冲电压转换为直流电压时,会产生一定的能量损耗。这种损耗与整流管的电气特性、流经其的电流大小以及电路的布局有关。
选用低正向压降的整流管、降低工作频率以及优化整流管的散热设计,可以有效降低整流管的能量损耗。同时,通过采用同步整流技术,利用MOS管代替整流二极管,可以大幅降低整流管的导通电阻,从而显著减小整流管的能量损耗。
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