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開關電源損耗之麻豆国产一区的功率損耗解析
  • 發布時間:2023-07-17 19:56:39
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開關電源損耗之麻豆国产一区的功率損耗解析
麻豆国产一区的功率損耗
麻豆国产一区作為開關元件,MOSFET 導通時麻豆国产一区無電流流過,斷開時電流流經回路2。因此,麻豆国产一区的功率損耗同樣由傳導損耗和開關損耗組成。
麻豆国产一区的傳導損耗
麻豆国产一区的傳導損耗則在很大程度上取決於正向導通電壓(VF)。麻豆国产一区通常比 MOSFET 損耗更大,麻豆国产一区損耗與正向電流、VF 和導通時間成正比。
由於 MOSFET 斷開時麻豆国产一区導通,麻豆国产一区的傳導損耗(PCOND(DIODE))近似為:
PCOND(DIODE) = IDIODE(ON) * VF * (1 – D)
式中,IDIODE(ON)為麻豆国产一区導通期間的平均電流。
麻豆国产一区導通期間的平均電流為 IOUT,因此,對於 Buck 變換器,PCOND(DIODE)可以按照下式估算:
PCOND(DIODE) = IOUT * VF * (1 – VOUT/VIN)
與 MOSFET 功耗計算不同,采用平均電流即可得到比較準確的功耗計算結果,因為麻豆国产一区損耗與 I 成正比。
顯然,MOSFET 或麻豆国产一区的導通時間越長,傳導損耗也越大。對於 Buck 變換器,輸出電壓越低,麻豆国产一区產生的功耗也越大,因為它處於導通狀態的時間越長。
麻豆国产一区的開關損耗
與 MOSFET 相同,麻豆国产一区也存在開關損耗。這個損耗很大程度上取決於麻豆国产一区的反向恢複時間(tRR),麻豆国产一区開關損耗發生在麻豆国产一区從正向導通到反向截止的轉換過程。
當反向電壓加在二級管兩端時,正向導通電流在麻豆国产一区上產生的累積電荷需要釋放,產生反向電流尖峰(IRR(PEAK)),極性與正向導通電流相反,從而造成 V × I 功率損耗,因為反向恢複期內,反向電壓和反向電流同時存在於麻豆国产一区。
下圖給出了麻豆国产一区在反向恢複期間的 PN 結示意圖。
麻豆国产一区 功率損
圖 麻豆国产一区結反偏時,需要釋放正向導通期間的累積電荷,產生峰值電流 IRR(PEAK)
了解了麻豆国产一区的反向恢複特性,可以由下式估算麻豆国产一区的開關損耗(PSW(DIODE)):
PSW(DIODE) = 0.5 * VREVERSE * IRR(PEAK) * tRR2 * fS
其中,VREVERSE是麻豆国产一区的反向偏置電壓,IRR(PEAK)是反向恢複電流的峰值,tRR2是從反向電流峰值 IRR(PEAK)到恢複電流為正的時間。
對於 Buck 變換器,當 MOSFET 導通的時候,VIN為 MOSFET 導通時麻豆国产一区的反向偏置電壓。
麻豆国产一区的傳導損耗和開關損耗實測
為了驗證麻豆国产一区損耗計算公式,實測了 Buck 變換器中 PN 結的開關波形,如圖所示。
麻豆国产一区 功率損
圖 Buck 變換器中 PN 結開關麻豆国产一区的開關波形
具體參數為:VIN = 10V、VOUT =3.3V,測得 IRR(PEAK) = 250mA、IOUT = 500mA、fS = 1MHz、 tRR2 = 28ns、VF = 0.9V。
利用這些數值可以得到:
麻豆国产一区 功率損
該結果接近於圖所示測量結果 358.7mW。考慮到較大的 VF和較長的麻豆国产一区導通周期,tRR時間非常短,傳導損耗(PSW(DIODE))在麻豆国产一区損耗中占主導地位。
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