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playstation5|開關電源內(nèi)部的各種損耗( 三 )

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對這個損耗 ， 除了選擇Ciss和Crss值較低的MOSFET ， 從而有可能略微降低最大柵極驅(qū)動電壓以外 ， 沒有太多的辦法 。
與磁性元件有關的損耗
對一般設計工程師而言 ， 這部分非常復雜 。 因為磁性元件術語的特殊性 ， 以下所述的損耗主要由磁心生產(chǎn)廠家以圖表的形式表示 ， 這非常便于使用 。 這些損耗列于此處 ， 使人們可以對損耗的性質(zhì)作出評價 。
與變壓器和電感有關的損耗主要有三種：磁滯損耗、渦流損耗和電阻損耗 。 在設計和構造變壓器和電感時可以控制這些損耗 。
磁滯損耗與繞組的匝數(shù)和驅(qū)動方式有關 。 它決定了每個工作周期在B-H曲線內(nèi)掃過的面積 。 掃過的面積就是磁場力所作的功 ， 磁場力使磁心內(nèi)的磁疇重新排列 ， 掃過的面積越大 ， 磁滯損耗就越大 。 該損耗由式(6)給出 。


【playstation5|開關電源內(nèi)部的各種損耗】如公式中所見 ， 損耗是與工作頻率和最大工作磁通密度的二次方成正比 。 雖然這個損耗不如功率開關和整流器內(nèi)部的損耗大 ， 但是處理不當也會成為一個問題 。 在100kHz時 ， Bmax應設定為材料飽和磁通密度Bsat 的50％ 。 在500kHz時 ， Bmax應設定為材料飽和磁通密度Bsat 的25％ 。 在1MHz時 ， Bmax應設定為材料飽和磁通密度Bsat 的10％ 。 這是依據(jù)鐵磁材料在開關電源(3C8等)中所表現(xiàn)出來的特性決定的 。
渦流損耗比磁滯損耗小得多 ， 但隨著工作頻率的提高而迅速增加 ， 如式(7)所示 。


渦流是在強磁場中磁心內(nèi)部大范圍內(nèi)感應的環(huán)流 。 一般設計者沒有太多辦法來減少這個損耗 。
電阻損耗是變壓器或電感內(nèi)部繞組的電阻產(chǎn)生的損耗 。 有兩種形式的電阻損耗：直流電阻損耗和集膚效應電阻損耗 。 直流電阻損耗由繞組導線的電阻與流過的電流有效值二次方的乘積所決定 。 集膚效應是由于在導線內(nèi)強交流電磁場作用下 ， 導線中心的電流被“推向”導線表面而使導線的電阻實際增加所致 ， 電流在更小的截面中流動使導線的有效直徑顯得小了 。 式(8)給出了這兩個損耗在一個表達式中的計算式 。


漏感(用串聯(lián)于繞組的小電感表示)使一部分磁通不與磁心交鏈而漏到周圍的空氣和材料中 。 它的特性并不受與之相關的變壓器或電感的影響 ， 因此繞組的反射阻抗并不影響漏感的性能 。
漏感會帶來一個問題 ， 因為它沒有將功率傳遞到負載 ， 而是在周圍的元件中產(chǎn)生振蕩能量 。 在變壓器和電感的結構設計中 ， 要控制繞組的漏感大小 。 每一個的漏感值都會不同 ， 但能控制到某個額定值 。
一些減少繞組漏感的通用經(jīng)驗法則是：加長繞組的長度、離磁心距離更近、繞組之間的緊耦合技術 ， 以及相近的匝比(如接近l：1) 。 對通常用于DC-DC變換器的E-E型磁心 ， 預計的漏感值是繞組電感的3％～5％ 。 在離線式變換器中 ， 一次繞組的漏感可能高達繞組電感的12％ ， 如果變壓器要滿足嚴格的安全規(guī)程的話 。 用來絕緣繞組的膠帶會使繞組更短 ， 并使繞組遠離磁心和其他繞組 。
后面可以看到 ， 漏感引起的附加損耗可以被利用 。
在直流磁鐵的應用場合 ， 沿磁心的磁路一般需要有一個氣隙 。 在鐵氧體磁心中 ， 氣隙是在磁心的中部 ， 磁通從磁心的一端流向另一端 ， 盡管磁力線會從磁心的中心向外散開 。 氣隙的存在產(chǎn)生了一塊密集的磁通區(qū)域 ， 這會引起臨近線圈或靠近氣隙的金屬部件內(nèi)的渦流流動 。 這個損耗一般不是很大 ， 但很難確定 。
開關電源內(nèi)的主要寄生參數(shù)概述

寄生參數(shù)是電路內(nèi)部實際元件無法預料的電氣特性 ， 它們一般會儲存能量 ， 并對自身元件起反作用而產(chǎn)生噪聲和損耗 。 對設計者來說 ， 分辨、定量、減小或利用這些反作用是一個很大的挑戰(zhàn) 。

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