危害电源变压器控制模块高效率的关键要素是什么?
发布时间:2020-04-21 09:47:31 浏览:1846
在电力能源变换系统软件中,产生损害是必定的,因而在具体运用中,电源变压器控制模块的运作高效率只有贴近100%。因为它取决于部件自身,因而只有根据部件技术性来改善。剖析了危害电源变压器控制模块高效率的关键要素。
电源变压器控制模块的耗损关键来源于开关元件MOSfet和二极管,而另一部分来源于变电器、镇流器、电力电容器和电感器。因为其自身的特点,MOSfet和二极管能够大大降低系统软件的高效率,可分成导电性耗损和开关损耗。简单来说,任何电流回路都存在消耗电阻,会造成动能消耗。MOSFET和二极管是电源开关部件,当传导电流根据MOSFET或二极管时,便会出現工作电压降低。因为Mosfet的电流只能在电流打开时才根据,因而Mosfet的传输耗损与电流打开时的电阻器、占空比和电流相关。
而二极管的传输消耗则取决于自身的通断消耗(VF),通断消耗相对较大。因而,二极管与MOSFET相比会引入更大的传输消耗。二极管的传输消耗由通断电流、通断消耗、通断时间决定。
现阶段减小开关元件消耗的同时途径是挑选低通断电阻、可迅速切换的MOSFET。或挑选低通断消耗、迅速恢复的二极管。一般增加芯片尺寸和漏源极击穿场强会有助于降低通断电阻,在挑选MOSFET时需要在尺寸和高效率之间进行权衡。通断电阻和栅源偏置电压成反比,强烈推荐使用足够大的栅极电压使MOSFET充分通断,但会增大栅极驱动消耗。开关控制器件自身一般无法产生较高的栅极驱动电压,除非集成ic提供有自举电路或选用外部栅极驱动。
因为MOSFET的正温度特点,当集成ic温度升高时,通断电阻会相应增大。因而,需选用适当的热管理制度保持较低的结温,使导通电阻不容易过大。MOSFET的开关损耗取决于反电动势,较大的反电动势需要较长的快充时间,使开关转化变缓,消耗更多的动能。
电容器在电源变压器模块电路中主要起稳压管、滤除插入、输出噪音等作用,这种耗损减少了高效率。可分为三种现象讲解,有等效串联电阻耗损、泄露电流耗损和电解介质耗损。电流量在每一个开关周期时间流入、排出电容器,电容器固有的电阻器会造成相应功耗。泄露电流耗损是由于电容器绝缘材料的电阻器造成较小电流量穿过电容器而产生的功率耗损。电解介质耗损是由于电容器两端施加了交流电流,电容器电场产生变化,进而使电解介质分子电极化造成功率耗损。
在低能耗应用场所中,可代替快修复场效应管的是肖特基场效应管。其优点是修复时间基本上能够忽视,反向恢复工作电压只能一般场效应管的一半。缺点是它的工作频率远远小于快修复场效应管。因此,肖特基场效应管广泛用于低能耗场所设计,在低占空比时能够减少开关二极管的耗损。
电感器功耗包含电磁线圈耗损和磁芯耗损,电磁线圈耗损归结于电磁线圈的电阻测量,磁芯耗损归结于电感器的磁特性。对一个固定的电感器值,电感器尺寸较小时,以便保持同样匝数相应减小电磁线圈的横截面积,进而造成电阻测量增大。
磁芯耗损由涡流损耗、涡流损耗组成,直接危害铁芯的交替变化磁通。在电源变压器模块中,尽管均值直流电流穿过电感器,但通过电感器的开关工作电压转变产生的纹波电流量会造成磁芯规律性的磁通转变。磁滞损耗源于每一个交流周期时间中磁芯偶极子的重新排序所消耗的功率,正比例于頻率和磁通密度。
高效率低的电源变压器模块,会带来挺大的温升,在高温下工作中,会危害系统的可靠性。因此,提高工作效率和减少产品温升成为了开关电源工程师的关键工作中之一。
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