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电源技术资料

开关电源损耗分析及脉冲跳跃技术

View: Date:2013-03-30
开关电源损耗分析及脉冲跳跃技术:开关电源的损耗包含导通损耗、开关损耗以及外围控制电路损耗,电路不同部分的损耗成因各不相同,因此抑制损耗的方法也有不同。需要用数学方程式量化这些损耗,进而整理出降低各部分损耗的方法,才能得出具体有效降低整体损耗的方案。
  导通损耗和切换损耗与转换器开关频率的关系非常密切,而较高的频率可以降低转换器对储能元件(电感与电容)大小的要求。为了降低转换器待机时的损耗而让转换器在低负载或空载时将开关频率降低,可以兼顾到元件体积与能量损耗。目前已有多种技术基于这种概念应用到实际电源管理IC上。
  当负载降低时,驱动功率开关的开关脉冲将被遮蔽(即跳过),部分脉冲被省略也即等效于降低了开关频率,可降低高频开关带来的损耗,然而这种降频方式会造成输出电压突降或突升。
  在回扫转换器里,初级开关导通时能量储存在变压器激磁电感中,开关截止后,原先储存的能量被释放到负载一侧。储存在激磁电感中的功率可以表示为:(fS×Vin2×TON2)/(2×LP)。
  当负载降低到一定程度时,脉冲跳跃机制将使有效开关频率减半,这意味着转换器供应负载的功率减半,因此回扫电路将增加脉冲宽度以补足输出负载所需要的功率,而在脉冲宽度增加到负载所需功率之前,输出电压将产生突降。相反的情形发生在等效开关频率增加时,输出电压将发生突升。这种负载变动时输出电压突升与突降是开关频率非连续变动(以整数倍增加或降低)的必然结果。
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