DC/DC變換器數據表——計算係統損耗-電源管理-電子元件技術網

你的位置：首頁 > 電源管理 > 正文

DC/DC變換器數據表——計算係統損耗

發布時間：2021-01-15 來源：Akshay Mehta 責任編輯：wenwei

【導讀】歡迎回到DC/DC變換器數據表博客係列。在本係列最後一期文章中，我將討論DC/DC穩壓器元件的傳導損耗。傳導損耗是由設備寄生電阻阻礙直流電流在DC/DC變換器中的傳導產生的。傳導損耗與占空比有直接關係。當電流較高一側的MOSFET打開後，負載電流就會從其中通過。漏源通道電阻(RDSON)產生的功率耗散可以用公式1表示：

其中D =

= 占空比

對於LM2673這樣的非同步設備，在MOSFET關閉時，二極管被正向偏置。在此期間，電感電流通過輸出電容、負載和正向偏置二極管。負載電流流過二極管產生的功率耗散可以用公式2表示：

其中VF是選定二極管的正向電壓降。

除了集成MOSFET與環流二極管中的傳導損耗，電感器中也有傳導損耗，因為每一個電感器都有有限的直流電阻（DCR），即線圈中導線的電阻。公式3表示電感器中的功率耗散：

傳導損耗取決於負載電流。負載增大時，MOSFET中的傳導損耗會增加，而且是主要損耗因素。傳導損耗加上開關、驅動和低壓差線性穩壓器（LDO）損耗會產生很多的熱量，增加集成電路（IC）的結溫。增加的結溫可以用公式4表示：

其中ICTj是IC的結溫，TA是環境溫度，θJA是IC到空氣的熱阻，ICPd是IC中總功率耗散。

MOSFET的RDSON通常有一個溫度係數(RdsonTco)。當IC的結溫升高時，RDSON會在溫度係數的基礎上超出額定值。數據表可能不含有這一參數，而TI的WEBENCH® Power Designer軟件可以提供這一信息，用以計算設計效率，讓計算結果更精確。公式5可以根據結溫調整RDSON：

其中RdsonNom是 RDSON的額定值，可以在數據表中找到。

RDSON的增加取決於設備的散熱性能和結溫。不正確的散熱可以導致RDSON的大幅增加，引起最大負載效率的大幅下降。當IC的連接焊盤（DAP）與IC板上的焊接不正確時，就會出現上述情況。

計算損耗是一個迭代過程。在每一次迭代計算IC功率損耗時，都需要評估結溫和相應的RDSON，以得到精確的效率結果。WEBENCH Power Designer能很好的處理這一過程；還能顯示被動元件損耗的計算結果。了解這些損耗是非常重要的，因為這可以幫助選擇正確的元件和DC/DC穩壓器，以保持良好的效率。現在，總傳導損耗可以用公式6表示：

有了上述所有損耗，公式7對其進行加總得到總損耗：

公式8是得到的DC/DC穩壓器設計效率：

圖1是LM2673在不同輸入電壓時的負載電流曲線對應的整體效率。可以注意到負載電流低時，效率會變差；從文章的第1和第2部分可以知道，這是開關損耗以及驅動與LDO的損耗造成的。還需注意在最大負載電流時，輸入電壓 (VIN)越高效率越低，這是因為電壓越高開關損耗就越高。負載電流在1A以上時，低VIN效率會相對較高，因為開關損耗降低。

DC/DC變換器數據表——計算係統損耗

圖1：LM2673效率

至此，我的關於數據表中效率的三篇博客文章就全部結束了。現在，你應當能夠理解DC/DC穩壓器設計中不同元件的損耗。根據你的應用需求，你現在可以清楚地確定何時選擇DC/DC穩壓器及其開關頻率、散熱電路板空間，以及何時選擇二極管和電感器等被動元件。選擇一個易電源DC/DC穩壓器，在WEBENCH Power Designer中開始進行設計吧。

免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

氮化镓已為數字電源控製做好準備

預想一下高壓氮化镓的未來

用集成驅動器優化氮化镓性能

以數字方式選擇參考電壓

直流/直流轉換器數據表——係統效率揭秘

要采購開關麼，點這裏了解一下價格!

上一篇：氮化镓已為數字電源控製做好準備

下一篇：電源小貼士：使用C型USB端口進行電力共享

特別推薦

技術文章更多>>

技術白皮書下載更多>>

熱門搜索

友情鏈接(QQ：317243736)

我愛方案網 ICGOO元器件商城創芯在線檢測芯片查詢天天IC網電子產品世界無線通信模塊控製工程網電子開發網電子技術應用與非網世紀電源網 21ic電子技術資料下載電源網電子發燒友網中電網中國工業電器網連接器礦山設備網工博士智慧農業工業路由器天工網乾坤芯電子元器件采購網亞馬遜KOL 聚合物鋰電池工業自動化設備企業查詢工業路由器元器件商城連接器 USB中文網今日招標網塑料機械網農業機械中國IT產經新聞網高低溫試驗箱

關閉

關閉