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影响开关电源的因素

影响开关电源中效率的因素

我认为影响开关电源效率的因素主要有以下几个方面:

(1) 反馈回路选取和设计的不合理

对于不同的反馈电路,电源的效率是不一定的,比方最简单的反馈电路中是由一个采样电阻采样,由一个稳压管控制输出电压。这样做下来,采样电阻上的损耗就是I2*R,打比方我做的一款输出电流为350mA ,采样电阻为3.3Ω,这样做下来的损耗为0.35*0.35*3.3=0.40425W,这0.4W 的损耗会使电源的效率下降3%左右,影响还是很大的;同样我用反馈用恒流恒压芯片做比如LM358,TSM1052,AP4313等等,这个采样电阻基本上在零点几欧姆,这样做下来的损耗是很小的,因此用芯片做反馈的恒流电路会比用采样电阻做的反馈电路的效率要高。但是他们各有各的优缺点:1)电阻反馈的成本低,电路简单;芯片反馈的成本高,电路复杂

2)电阻反馈的恒流精度不高,效率低;芯片反馈的恒流精度高,效率也高。

(2) 变压器设计不合理

主要分2方面原因:

1)变压器磁芯出现饱和现象,是回路和开关管流过的很大电流,造成损耗变大,因此要想不出现饱和现象必须要有足够的磁芯气隙,这就要对匝数和感量要有比较合理的设计;

2)变压器漏感太大,因为变压器的能量不可能完全由初级传给次级,变压器的制作过程中肯定会有漏感的出现,漏感越大,损耗越大,因此减小变压器漏感也是提高电源效率的有效途径,在实际设计中,通常选用三明治绕法来降低漏感。

(3) 芯片外围电路调节的不合理

1) 驱动功率不足,开关管从开始导通到完全导通的延时时间过长,产

生的开关损耗过大;

2) 驱动波形上升沿不陡,形成爬坡状,家具导通延时时间,是开关损

耗增大;

3) 栅极串联电阻RG 数值偏大,是开通、关断时间及开通、关断损耗增

大;

4) 栅极驱动正偏电压+VGE过大,这样回事的IGBT 处于断态,这样会产

生一个电流脉冲,引起不必要的热损耗;

5) 死区时间设计太小,当栅极串联电阻RG 大及高温运行情况下开关管

的关断时间加大,损耗加大;

6) 栅极周围电路布线不合理,出现电路震荡是损耗增大。

(4) 输出整流二极管选取不合理

这主要有2方面的原因: 1)整流二极管的正向导通电压VF 过大, 造成损耗变大,解决办法是选用正向压降VF 值小的二极管;

2)二极管的反向恢复时间长,引起损耗增大,一般我们选用的输出整流二极管是反向恢复时间短的快恢复二极管或肖特基二极管,反向恢复时间<50ns

(5) RCD吸收回路设计不合理

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