如何减少电源损耗实现电源效率最大化
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/25 12:54:30
如何减少电源损耗实现电源效率最大化
如何减少电源损耗实现电源效率最大化
如何减少电源损耗实现电源效率最大化
这种优化可产生一个有趣的结果.当输出电流等于如下表达式时,效率将会最大化.需要注意的第一件事是,a1 项对效率达到最大时的电流不产生影响.这是由于它与损耗相关,而上述损耗又与诸如二极管结点的输出电流成比例关系.因此,当输出电流增加时,上述损耗和输出功率也会随之增加,并且对效率没有影响.需要注意的第二件事是,最佳效率出现在固定损耗和传导损耗相等的某个点上.这就是说,只要控制设置 a0 和 a2 值的组件,便能够获得最佳效率.还是要努力减小 a1 的值,并提高效率.控制该项所得结果对所有负载电流而言均相同,因此如其他项一样没有出现最佳效率.a1 项的目标是在控制成本的同时达到最小化.表 1 概括总结了各种电源损耗项及其相关损耗系数,该表提供了一些最佳化电源效率方面的折中方法.例如,功率 MOSFET 导通电阻的选择会影响其栅极驱动要求及 Coss 损耗和潜在的缓冲器损耗.低导通电阻意味着,栅极驱动、Coss 和缓冲器损耗逆向增加.因此,您可通过选择 MOSFET 来控制 a0 和 a2.压;它们还包含两组低压差线性稳压器(LDO),负责提供电源给锁相回路 (PLL) 和SRAM或处理器的其它功能模块.这些器件还有许多功能未列在表中,例如后备电池支持、I2C界面和重置功能.表 1 损耗系数及相应的电源损耗损耗系数举例
a0偏压损耗 Coss 损耗 内核损耗 缓冲器损耗 栅极驱动损耗 a1二级管结点损耗 开关损耗 逆向恢复损耗 SR 停滞时间损耗 a2FFT 电阻损耗 绕组损耗 漏电感损耗 蚀刻损耗 电容器纹波 | 损耗 电流感应损耗 代数式下一位将最佳电流代回到效率方程式中,解得最大效率为：需要最小化该表达式中的最后两项,以最佳化效率.a1 项很简单,只需对其最小化即可.末尾项能够实现部分优化.如果假设 MOSFET 的 Coss 和栅极驱动功率与其面积相关,同时其导通电阻与面积成反比,则可以为它选择最佳面积(和电阻).图 1 显示了裸片面积的优化结果.裸片面积较小时,MOSFET 的导通电阻变为效率限制器.随着裸片面积增加,驱动和 Coss 损耗也随之增加,并且在某一点上变为主要损耗组件.这种最小值相对宽泛,从而让设计人员可以灵活控制已实现低损耗的 MOSFET 成本.当驱动损耗等于传导损耗时达到最低损耗.