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开关模式 DC-DC 转换器电源的效率入门
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2022-11-18
鼠爱米
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介绍介绍转换效率是所有开关模式电源 (SMPS) 的首要考虑因素，但对于那些以延长电池寿命为主要目标的便携式设备而言更为重要。对于难以进行热管理的紧凑型设计，或者在关注供电成本的产品中，高效率也是必不可少的。转换效率是所有开关模式电源 (SMPS) 的首要考虑因素，但对于那些以延长电池寿命为主要目标的便携式设备而言更为重要。对于难以进行热管理的紧凑型设计，或者在关注供电成本的产品中，高效率也是必不可少的。为了在 SMPS 中实现最大转换效率，了解这些转换器中的基本功率损耗机制以及可以采取哪些措施来减轻它们的影响是有帮助的。此外，熟悉有助于提高效率的 SMPS IC 功能使工程师能够做出明智的选择。将解释影响 SMPS 效率的基本因素，并提供有关如何开始新设计的指导。我们从一些介绍性材料开始，然后转向特定的开关元件功率损耗。为了在 SMPS 中实现最大转换效率，了解这些转换器中的基本功率损耗机制以及可以采取哪些措施来减轻它们的影响是有帮助的。此外，熟悉有助于提高效率的 SMPS IC 功能使工程师能够做出明智的选择。将解释影响 SMPS 效率的基本因素，并提供有关如何开始新设计的指导。我们从一些介绍性材料开始，然后转向特定的开关元件功率损耗。效率期望效率期望能量损失是能量转换系统中不可避免的一部分。尽管无法实现 100% 的高效系统，但设计良好的电源可以实现非常显着的效率，接近 90 年代中期到较高的百分比。能量损失是能量转换系统中不可避免的一部分。尽管无法实现 100% 的高效系统，但设计良好的电源可以实现非常显着的效率，接近 90 年代中期到较高的百分比。大多数电源 IC 的基准效率可以通过检查设备数据表中的典型工作特性来获得。在 Maxim 的数据表中，该数据可以作为实际测量结果。这应该适用于任何 IC 供应商数据，但我们只能为我们自己的数据提供担保。大多数电源 IC 的基准效率可以通过检查设备数据表中的典型工作特性来获得。在 Maxim 的数据表中，该数据可以作为实际测量结果。这应该适用于任何 IC 供应商数据，但我们只能为我们自己的数据提供担保。一个示例 SMPS 是图 1一个示例 SMPS 是图 1中的降压转换器电路，它可实现高达 97% 的效率，并且即使在轻负载下也能保持高效率。中的降压转换器电路，它可实现高达 97% 的效率，并且即使在轻负载下也能保持高效率。如此高效率的数字是如何实现的？了解所有 SMPS 共有的基本损耗是一个很好的开始。这些损耗主要发生在开关元件（MOSFET 和二极管）中，通常较小程度地发生在电感器和电容器中。然而，当使用特别低成本（和高电阻）的组件时，电感器和电容器损耗可能会更加显着。如此高效率的数字是如何实现的？了解所有 SMPS 共有的基本损耗是一个很好的开始。这些损耗主要发生在开关元件（MOSFET 和二极管）中，通常较小程度地发生在电感器和电容器中。然而，当使用特别低成本（和高电阻）的组件时，电感器和电容器损耗可能会更加显着。对于 IC，可选择控制架构选项和组件集成等对抗效率损失的特殊功能。例如，图 1 中的电路采用了多种损耗最小化功能，包括同步整流、集成低电阻 MOSFET、低静态电流消耗和脉冲跳跃控制架构。随着本文的展开，将讨论这些的好处。
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