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開關電源內(nèi)部主要損耗要提高開關電源的效率 ， 就必須分辨和粗略估算各種損耗 。 開關電源內(nèi)部的損耗大致可分為四個方面：開關損耗、導通損耗、附加損耗和電阻損耗 。 這些損耗通常會在有損元器件中同時出現(xiàn) ， 下面將分別討論 。
與功率開關有關的損耗
功率開關是典型的開關電源內(nèi)部最主要的兩個損耗源之一 。 損耗基本上可分為兩部分：導通損耗和開關損耗 。 導通損耗是當功率器件已被開通 ， 且驅(qū)動和開關波形已經(jīng)穩(wěn)定以后 ， 功率開關處于導通狀態(tài)時的損耗；開關損耗是出現(xiàn)在功率開關被驅(qū)動 ， 進入一個新的工作狀態(tài) ， 驅(qū)動和開關波形處于過渡過程時的損耗 。 這些階段和它們的波形見圖1 。
導通損耗可由開關兩端電壓和電流波形乘積測得 。 這些波形都近似線性 ， 導通期間的功率損耗由式(1)給出 。
控制這個損耗的典型方法是使功率開關導通期間的電壓降最小 。 要達到這個目的 ， 設計者必須使開關工作在飽和狀態(tài) 。 這些條件由式(2a)和式(2b)給出 ， 通過基極或柵極過電流驅(qū)動 ， 確保由外部元器件而不是功率開關本身對集電極或漏極電流進行控制 。
電源開關轉(zhuǎn)換期間的開關損耗就更復雜 ， 既有本身的因素 ， 也有相關元器件的影響 。 與損耗有關的波形只能通過電壓探頭接在漏源極(集射極)端的示波器觀察得到 ， 交流電流探頭可測量漏極或集電極電流 。 測量每一開關瞬間的損耗時 ， 必須使用帶屏蔽的短引線探頭 ， 因為任何有長度的非屏蔽的導線都可能引入其他電源發(fā)出的噪聲 ， 從而不能準確顯示真實的波形 。 一旦得到了好的波形 ， 就可用簡單的三角形和矩形分段求和的方法 ， 粗略算出這兩條曲線所包圍的面積 。 例如圖1的開通損耗可用式(3)計算 。
這個結果只是功率開關開通期間的損耗值 ， 再加上關斷和導通損耗可以得到開關期間的總損耗值 。
與輸出整流器有關的損耗
在典型的非同步整流器開關電源內(nèi)部的總損耗中 ， 輸出整流器的損耗占據(jù)了全部損耗的40％-65％ 。 所以理解這一節(jié)非常重要 。 從圖2中可看到與輸出整流器有關的波形 。
整流器損耗也可以分成三個部分：開通損耗、導通損耗、關斷損耗 。
整流器的導通損耗就是在整流器導通并且電流電壓波形穩(wěn)定時的損耗 。 這個損耗的抑制是通過選擇流過一定電流時最低正向壓降的整流管而實現(xiàn)的 。 PN二極管具有更平坦的正向V-I特性 ， 但電壓降卻比較高(0.7～1.1V)；肖特基二極管轉(zhuǎn)折電壓較低(O.3～0.6V) ， 但電壓一電流特性不太陡 ， 這意味著隨著電流的增大 ， 它的正向電壓的增加要比PN二極管更快 。 將波形中的過渡過程分段轉(zhuǎn)化成矩形和三角形面積 ， 利用式(3)可以計算出這個損耗 。
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