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Buck電路的損耗

jf_78858299 ? 來源:硬件十萬個(gè)為什么 ? 作者: 硬十 ? 2023-04-27 18:18 ? 次閱讀

一、MOSFET功耗

Buck電路的損耗,主要發(fā)生在功率路徑上,也就是較大電流通過的器件上:MOSFET、電感、二極管(非同步控制器)。

根據(jù)Buck電路的幾個(gè)工作階段,我們分別討論MOSFET的損耗

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第一個(gè)階段:上管打開的過程:

在開關(guān)過程中產(chǎn)生的損耗,MOSFET處于放大區(qū),下管關(guān)閉幾乎沒有電流。

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在上管打開過程中,上管的電壓Vds不斷減小,電流Ids不斷增加。我們簡(jiǎn)單地可以認(rèn)為是線性增減。此時(shí)輸出電流處于谷底,最小值。如果近似的看成是電流平均值即輸出電流值,則可以簡(jiǎn)單計(jì)算如下:

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如果需要考慮電流紋波,則計(jì)算公式如下:

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第二個(gè)階段:上管完全導(dǎo)通、下管關(guān)閉。

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上管MOSFET處于打開狀態(tài),上MOSFET等效于一個(gè)電阻即為MOSFET的導(dǎo)通阻抗Rds(on),Rds(on)上面流經(jīng)電流的損耗。此時(shí),下管沒有電流,功耗全部集中在上管上。

打開的時(shí)間是由占空比決定的:上管打開的時(shí)間約等于T*D。

電流近似計(jì)算時(shí),可以看作就是Buck電源的輸出電流。如果細(xì)算起來,就需要考慮在上管打開過程中,電流是逐步變大的,我們需要對(duì)這個(gè)電流增大的過程進(jìn)行積分計(jì)算,考慮到電流逐步變大的過程。

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如果電流紋波足夠小,我們可以近似認(rèn)為上管打開過程電流沒變化。則這個(gè)計(jì)算非常容易,就是直接計(jì)算,就可以:

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如果紋波帶來的影響不可忽略,則我們需要進(jìn)行積分運(yùn)算。我們從開始開啟的電流進(jìn)行積分,即最小電流處,積分到最大電流處。此處運(yùn)用牛頓-萊布尼茲公式,計(jì)算定積分。

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第三個(gè)階段,上管關(guān)閉的過程

上管打開的過程和關(guān)閉的過程是類似的計(jì)算方法,此處只是電流為整個(gè)周期的最大值,因?yàn)榻?jīng)歷了一個(gè)充電的過程,電流此時(shí)處于峰值。另外就是上管關(guān)閉的時(shí)間,會(huì)與上管打開的時(shí)間不一樣。我們計(jì)算公式如下:

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第四個(gè)階段,此時(shí)上管已經(jīng)完全關(guān)閉,下管暫時(shí)還沒有打開,稱為死區(qū)時(shí)間

我們需要理解,任何控制器都需要控制避免上下管同時(shí)打開,如果出現(xiàn)這個(gè)狀態(tài),則非常可能燒管,因?yàn)橄喈?dāng)于通過上下管把輸入電源和GND進(jìn)行了短路。

為了避免這種狀態(tài),只好在上管關(guān)閉之后,等待一個(gè)時(shí)間段,再對(duì)下管進(jìn)行打開的操作。而在兩個(gè)MOSFET都關(guān)閉的狀態(tài),我們就稱為死區(qū)時(shí)間。這個(gè)時(shí)間,主要依賴下管的寄生二極管進(jìn)行續(xù)流,實(shí)現(xiàn)輸出電流的一個(gè)回路。

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此時(shí)的功耗,就是下管的寄生二極管的功耗,也就是二極管的正向?qū)▔航党艘源藭r(shí)的電流。在開關(guān)開關(guān)的過程中,會(huì)有兩個(gè)階段經(jīng)歷死區(qū)時(shí)間,所以下管的死區(qū)時(shí)間功耗計(jì)算公式如下:

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第五階段,下管導(dǎo)通

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導(dǎo)通功耗,因?yàn)楹茱@然下管的功耗是在電流通過MOS的DS溝道之間的電阻(rDS(ON))產(chǎn)生的。下面公式可估算下MOS管的導(dǎo)通功耗。

下管的導(dǎo)通損耗,近似的可以看作是:

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如果考慮紋波,可以用以下公式進(jìn)行計(jì)算:

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1) 占空比 (高側(cè)FET,上管) = Vout/(Vin*效率)

2) 占空比 (低側(cè)FET,下管) = 1 – DC (高側(cè)FET)

FET 可能會(huì)集成到與控制器一樣的同一塊芯片中,從而實(shí)現(xiàn)一種最為簡(jiǎn)單的解決方案。但是,為了提供高電流能力及(或)達(dá)到更高效率,F(xiàn)ET 需要始終為控制器的外部元件。這樣便可以實(shí)現(xiàn)最大散熱能力,因?yàn)樗孎ET物理隔離于控制器,并且擁有最大的 FET 選擇靈活性。它的缺點(diǎn)是 FET 選擇過程更加復(fù)雜,原因是要考慮的因素有很多。

一個(gè)常見問題是“為什么不讓這種 10A FET 也用于我的 10A 設(shè)計(jì)呢?”答案是這種 10A 額定電流并非適用于所有設(shè)計(jì)。

選擇 FET 時(shí)需要考慮的因素包括額定電壓、環(huán)境溫度、開關(guān)頻率、控制器驅(qū)動(dòng)能力和散熱組件面積 。關(guān)鍵問題是,如果功耗過高且散熱不足,則 FET 可能會(huì)過熱起火。我們可以利用封裝/散熱組件 ThetaJA 或者熱敏電阻、FET 功耗和環(huán)境溫度估算某個(gè) FET 的結(jié)溫,具體方法如下:

3) Tj = ThetaJA * FET 功耗(PdissFET) + 環(huán)境溫度(Tambient)

它要求計(jì)算 FET 的功耗。這種功耗可以分成兩個(gè)主要部分:AC 和 DC 損耗。這些損耗可以通過下列方程式計(jì)算得到:

4) AC損耗: AC 功耗(PswAC) = ? * Vds * Ids * (trise + tfall)/Tsw

其中,Vds 為高側(cè) FET 的輸入電壓,Ids 為負(fù)載電流,trise 和 tfall 為 FET 的升時(shí)間和降時(shí)間,而Tsw 為控制器的開關(guān)時(shí)間(1/開關(guān)頻率)。

5) DC 損耗: PswDC = RdsOn * Iout * Iout * 占空比

其中,RdsOn 為 FET 的導(dǎo)通電阻,而 Iout 為降壓拓?fù)涞呢?fù)載電流。

其他損耗形成的原因還包括輸出寄生電容、門損耗,以及低側(cè) FET 空載時(shí)間期間導(dǎo)電帶來的體二極管損耗,但在本文中我們將主要討論 AC 和 DC 損耗。

開關(guān)電壓和電流均為非零時(shí),AC 開關(guān)損耗出現(xiàn)在開關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷之間的過渡期間。圖 2 中高亮部分顯示了這種情況。根據(jù)方程式 4),降低這種損耗的一種方法是縮短開關(guān)的升時(shí)間和降時(shí)間。通過選擇一個(gè)更低柵極電荷的 FET,可以達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。另一個(gè)因素是開關(guān)頻率。開關(guān)頻率越高,升降過渡區(qū)域所花費(fèi)的開關(guān)時(shí)間百分比就越大。因此,更高頻率就意味著更大的AC開關(guān)損耗。所以,降低 AC 損耗的另一種方法便是降低開關(guān)頻率,但這要求更大且通常也更昂貴的電感來確保峰值開關(guān)電流不超出規(guī)范。

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AC 損耗圖

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開關(guān)頻率對(duì) AC 損耗的影響

開關(guān)處在導(dǎo)通狀態(tài)下出現(xiàn) DC 損耗,其原因是 FET 的導(dǎo)通電阻。這是一種十分簡(jiǎn)單的 I2R 損耗形成機(jī)制。但是,導(dǎo)通電阻會(huì)隨 FET 結(jié)溫而變化,這便使得這種情況更加復(fù)雜。所以,使用方程式 3)、4)和 5)準(zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)通電阻時(shí),就必須使用迭代方法,并要考慮到 FET 的溫升。降低 DC 損耗最簡(jiǎn)單的一種方法是選擇一個(gè)低導(dǎo)通電阻的 FET。另外,DC 損耗大小同F(xiàn)ET 的百分比導(dǎo)通時(shí)間成正比例關(guān)系,其為高側(cè) FET控制器占空比加上 1 減去低側(cè) FET 占空比,如前所述。 我們可以知道,更長(zhǎng)的導(dǎo)通時(shí)間就意味著更大的DC 開關(guān)損耗,因此,可以通過減小導(dǎo)通時(shí)間/FET 占空比來降低 DC 損耗。例如,如果使用了一個(gè)中間 DC 電壓軌,并且可以修改輸入電壓的情況下,設(shè)計(jì)人員或許就可以修改占空比。

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DC 損耗圖

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占空比對(duì) DC 損耗的影響

盡管選擇一個(gè)低柵極電荷和低導(dǎo)通電阻的 FET 是一種簡(jiǎn)單的解決方案,但是需要在這兩種參數(shù)之間做一些折中和平衡。低柵極電荷通常意味著更小的柵極面積/更少的并聯(lián)晶體管,以及由此帶來的高導(dǎo)通電阻。另一方面,使用更大/更多并聯(lián)晶體管一般會(huì)導(dǎo)致低導(dǎo)通電阻,從而產(chǎn)生更多的柵極電荷。這意味著,F(xiàn)ET 選擇必須平衡這兩種相互沖突的規(guī)范。另外,還必須考慮成本因素。

低占空比設(shè)計(jì)意味著高輸入電壓,對(duì)這些設(shè)計(jì)而言,高側(cè) FET 大多時(shí)候均為關(guān)斷,因此 DC 損耗較低。但是,高 FET 電壓帶來高 AC 損耗,所以可以選擇低柵極電荷的 FET,即使導(dǎo)通電阻較高。低側(cè) FET 大多數(shù)時(shí)候均為導(dǎo)通狀態(tài),但是 AC 損耗卻最小。這是因?yàn)?,?dǎo)通/關(guān)斷期間低側(cè) FET 的電壓因 FET 體二極管而非常的低。因此,需要選擇一個(gè)低導(dǎo)通電阻的 FET,并且柵極電荷可以很高。

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低占空比設(shè)計(jì)的高側(cè)和低側(cè) FET 功耗

如果我們降低輸入電壓,則我們可以得到一個(gè)高占空比設(shè)計(jì),其高側(cè) FET 大多數(shù)時(shí)候均為導(dǎo)通狀態(tài) ,如圖 8 所示。這種情況下,DC 損耗較高,要求低導(dǎo)通電阻。根據(jù)不同的輸入電壓,AC 損耗可能并不像低側(cè) FET 時(shí)那樣重要,但還是沒有低側(cè) FET 那樣低。因此,仍然要求適當(dāng)?shù)牡蜄艠O電荷。這要求在低導(dǎo)通電阻和低柵極電荷之間做出妥協(xié)。就低側(cè) FET 而言,導(dǎo)通時(shí)間最短,且 AC 損耗較低,因此我們可以按照價(jià)格或者體積而非導(dǎo)通電阻和柵極電荷原則,選擇正確的 FET。

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高占空比設(shè)計(jì)的高側(cè)和低側(cè) FET 功耗

假設(shè)一個(gè)負(fù)載點(diǎn) (POL) 穩(wěn)壓器時(shí)我們可以規(guī)定某個(gè)中間電壓軌的額定輸入電壓,那么最佳解決方案是什么呢,是高輸入電壓/低占空比,還是低輸入電壓/高占空比呢?使用不同輸入電壓對(duì)占空比進(jìn)行調(diào)制,同時(shí)查看 FET功耗情況。

高側(cè) FET 反應(yīng)曲線圖表明,占空比從 25% 增至 40% 時(shí) AC 損耗明顯降低,而DC 損耗卻線性增加。因此,35% 左右的占空比,應(yīng)為選擇電容和導(dǎo)通電阻平衡FET的理想值。不斷降低輸入電壓并提高占空比,可以得到最低的AC 損耗和最高的 DC 損耗,就此而言,我們可以使用一個(gè)低導(dǎo)通電阻的 FET,并折中選擇高柵極電荷。如低側(cè) FET ,控制器占空比由低升高時(shí) DC 損耗線性降低(低側(cè) FET 導(dǎo)通時(shí)間更短),高控制器占空比時(shí)損耗最小。整個(gè)電路板的AC 損耗都很低,因此任何情況下都應(yīng)選擇使用低導(dǎo)通電阻的 FET。

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高側(cè)FET 損耗與占空比的關(guān)系

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低側(cè) FET 損耗與控制器占空比的關(guān)系。

請(qǐng)注意:低側(cè) FET 占空比為 1-控制器占空比,因此低側(cè) FET 導(dǎo)通時(shí)間隨控制器占空比增加而縮短

我們將高側(cè)和低側(cè)損耗組合到一起時(shí)總效率的變化情況。我們可以看到,這種情況下,高占空比時(shí)組合 FET 損耗最低,并且效率最高。效率從 94.5% 升高至 96.5%。不幸的是,為了獲得低輸入電壓,我們必須降低中間電壓軌電源的電壓,使其占空比增加,原因是它通過一個(gè)固定輸入電源供電。因此,這樣可能會(huì)抵消在 POL 獲得的部分或者全部增益。另一種方法是不使用中間軌,而是直接從輸入電源到 POL 穩(wěn)壓器,目的是降低穩(wěn)壓器數(shù)。這時(shí),占空比較低,我們必須小心地選擇 FET。

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總損耗與效率和占空比的關(guān)系

二、電感的損耗

電感功耗阻性損耗

電感功耗包括線圈損耗和磁芯損耗兩個(gè)基本因素,線圈損耗歸結(jié)于線圈的直流電阻(DCR),磁芯損耗歸結(jié)于電感的磁特性。

DCR 定義為以下電阻公式:

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式中,ρ 為線圈材料的電阻系數(shù),l 為線圈長(zhǎng)度,A 為線圈橫截面積。

DCR 將隨著線圈長(zhǎng)度的增大而增大,隨著線圈橫截面積的增大而減小。可以利用該原則判斷標(biāo)準(zhǔn)電感,確定所要求的不同電感值和尺寸。對(duì)一個(gè)固定的電感值,電感尺寸較小時(shí),為了保持相同匝數(shù)必須減小線圈的橫截面積,因此導(dǎo)致DCR 增大;對(duì)于給定的電感尺寸,小電感值通常對(duì)應(yīng)于小的DCR,因?yàn)檩^少的線圈數(shù)減少了線圈長(zhǎng)度,可以使用線徑較粗的導(dǎo)線。

已知DCR 和平均電感電流(具體取決于SMPS 拓?fù)?,電感的電阻損耗(PL(DCR))可以用下式估算:

PL(DCR) = IL(AVG)^2× DCR

這里,IL(AVG)是流過電感的平均直流電流。對(duì)于降壓轉(zhuǎn)換器,平均電感電流是直流輸出電流。盡管DCR的大小直接影響電感電阻的功耗,該功耗與電感電流的平方成正比,因此,減小DCR 是必要的。

另外,還需要注意的是:利用電感的平均電流計(jì)算PL(DCR) (如上述公式)時(shí),得到的結(jié)果略低于實(shí)際損耗,因?yàn)閷?shí)際電感電流為三角波。本文前面介紹的MOSFET 傳導(dǎo)損耗計(jì)算中,利用對(duì)電感電流的波形進(jìn)行積分可以獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果。更準(zhǔn)確。當(dāng)然也更復(fù)雜的計(jì)算公式如下:

PL(DCR) = (IP^3 - IV^3)/3 × DCR

式中IP 和IV 為電感電流波形的峰值和谷值。

磁芯損耗

磁芯損耗并不像傳導(dǎo)損耗那樣容易估算,很難估測(cè)。它由磁滯、渦流損耗組成,直接影響鐵芯的交變磁通。SMPS 中,盡管平均直流電流流過電感,由于通過電感的開關(guān)電壓的變化產(chǎn)生的紋波電流導(dǎo)致磁芯周期性的磁通變化。

磁芯材料對(duì)磁芯損耗的影響很大。SMPS 電源中普遍使用的電感是鐵粉磁芯,鐵鎳鉬磁粉芯(MPP)的損耗最低,鐵粉芯成本最低,但磁芯損耗較大。

磁芯損耗可以通過計(jì)算磁芯磁通密度(B)的最大變化量估算,然后查看電感或鐵芯制造商提供的磁通密度和磁芯損耗(和頻率)圖表。峰值磁通密度可以通過幾種方式計(jì)算,公式可以在電感數(shù)據(jù)資料中的磁芯損耗曲線中找到。

相應(yīng)地,如果磁芯面積和線圈數(shù)已知,可利用下式估計(jì)峰值磁通:

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這里,B 是峰值磁通密度(高斯),L 是線圈電感(亨),ΔI 是電感紋波電流峰峰值(安培),A 是磁芯橫截面積(cm2),N 是線圈匝數(shù)。

磁芯損耗主要由三種構(gòu)成,磁滯損耗、渦流損耗和剩余損耗。

磁滯損耗如何理解呢?

磁滯損耗源于每個(gè)交流周期中磁芯偶極子的重新排列所消耗的功率,可以將其看作磁場(chǎng)極性變化時(shí)偶極子相互摩擦產(chǎn)生的“摩擦”損耗,正比于頻率和磁通密度。

磁芯在外磁場(chǎng)的作用下,材料中的一部分與外磁場(chǎng)方向相差不大的磁疇發(fā)生了‘彈性’轉(zhuǎn)動(dòng),這就是說當(dāng)外磁場(chǎng)去掉時(shí),磁疇仍能恢復(fù)原來的方向;而另一部分磁疇要克服磁疇壁的摩擦發(fā)生剛性轉(zhuǎn)動(dòng),即當(dāng)外磁場(chǎng)去除時(shí),磁疇仍保持磁化方向。因此磁化時(shí),送到磁場(chǎng)的能量包含兩部分:前者轉(zhuǎn)為勢(shì)能,即去掉外磁化電流時(shí),磁場(chǎng)能量可以返回電路;而后者變?yōu)榭朔Σ潦勾判景l(fā)熱消耗掉,這就是磁滯損耗。

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上圖為典型的磁滯曲線,從前面磁滯損耗的理解來看。剩磁Br越小,那么磁疇的剛性轉(zhuǎn)動(dòng)越少,損耗就越小?;蛘哒f磁滯損耗正比于磁滯回線包圍的面積。

渦流損耗則是磁芯中的時(shí)變磁通量引入的。由法拉第定律可知:交變磁通產(chǎn)生交變電壓。因此,這個(gè)交變電壓會(huì)產(chǎn)生局部電流,在磁芯電阻上產(chǎn)生I2R 損耗。

如下圖,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,通電線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)B,如果電流是交變的,那么產(chǎn)生的磁場(chǎng)B也是變化的。變化的磁場(chǎng)在磁芯上面產(chǎn)生電場(chǎng)e,并且這個(gè)電場(chǎng)是環(huán)形電場(chǎng)。因?yàn)榇判静牧系碾娮杪室话悴皇菬o限大的,會(huì)有一定的電阻值,那么感生出的環(huán)形電場(chǎng)會(huì)使磁芯中形成環(huán)形電流。電流流過電阻,就會(huì)發(fā)熱,產(chǎn)生損耗,這就是渦流損耗。

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剩余損耗

剩余損耗的來源,是因?yàn)榇判驹诖呕^程中,磁化狀態(tài)并不是隨磁化強(qiáng)度的變化立即變化到它的最終狀態(tài),而是需要一個(gè)過程,需要一定的時(shí)間,這便是引起剩余損耗的原因。

剩余損耗是由于磁化弛豫效應(yīng)或磁性滯后效應(yīng)引起的損耗。所謂弛豫是指在磁化或反磁化的過程中,磁化狀態(tài)并不是隨磁化強(qiáng)度的變化而立即變化到它的最終狀態(tài),而是需要一個(gè)過程,這個(gè)‘時(shí)間效應(yīng)’便是引起剩余損耗的原因。它主要是在高頻1MHz以上一些馳豫損耗和旋磁共振等,在開關(guān)電源幾百KHz的電力電子場(chǎng)合剩余損耗比例非常低,可以近似忽略。

選擇合適的磁芯,要考慮不同的B-H曲線和頻率特性,因?yàn)锽-H曲線決定了電感的高頻損耗,飽和曲線及電感量。因?yàn)闇u流一方面引起電阻損耗,導(dǎo)致磁材料發(fā)熱,并引起激磁電流加大,另一方面減少磁芯有效導(dǎo)磁面積。所以盡量選擇電阻率高的磁性材料或采用碾軋成帶料的形式以減少渦流損耗。因此,鉑科新材料NPH-L適用于更高頻率、高功率器件的低損耗金屬粉芯。如圖所示:

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磁芯損耗是磁芯材料內(nèi)交替磁場(chǎng)引致的結(jié)果。某一種材料所產(chǎn)生的損耗,是操作頻率與總磁通擺幅(ΔB)的函數(shù),從而降低了有效傳導(dǎo)損耗。磁芯損耗是由磁芯材料的磁滯、渦流和剩余損耗引起的。所以,磁芯損耗是磁滯損耗、渦流損耗和剩磁損耗的總和。公式如下:

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在一個(gè)世紀(jì)以前Steinmetz 總結(jié)出一個(gè)實(shí)用于工程計(jì)算磁芯損耗的經(jīng)驗(yàn)公式:

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這個(gè)公式表明單位體積的損耗Pv 是重復(fù)磁化頻率和磁通密度的指數(shù)函數(shù)。Cm ,α 和β 是經(jīng)驗(yàn)參數(shù),兩個(gè)指數(shù)都可以不為整數(shù),一般的1<α<3 和 2<β<3。對(duì)于不同的材質(zhì),生產(chǎn)廠家一般會(huì)給出其相應(yīng)的一套參數(shù),但公式和參數(shù)僅僅適用于正弦的磁化情況,這是該經(jīng)驗(yàn)公式應(yīng)用于開關(guān)電源領(lǐng)域的一個(gè)主要缺陷。

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有些廠家給出的計(jì)算公式,主要計(jì)算磁滯損耗,剩余損耗和渦流損耗都忽略了。如上圖所示:

根據(jù)磁芯廠家提供的計(jì)算公式計(jì)算磁損。

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借助 Steinmetz 模型計(jì)算磁損在工程上的應(yīng)用十分廣泛,然而該模型的參數(shù)隨頻率變化,也就是說用來反映頻率和最大磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁損關(guān)系的冪指數(shù)α 和β 的擬合值在不同頻率時(shí)是不同的,同時(shí)溫度對(duì)磁芯損耗的影響也很大。

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飛利浦公司的3F3 材料單位體積損耗和溫度的關(guān)系。既然磁芯損耗隨溫度的變化而變化,那么計(jì)算公式就應(yīng)該考慮溫度的影響。但式(2)中沒有明顯體現(xiàn)溫度影響的參數(shù)。為此,一些產(chǎn)商在Steinmetz 經(jīng)驗(yàn)公式的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),把溫度和頻率的影響包括在一個(gè)更加通用的公式中,比如下式就是飛利浦公司提出的計(jì)算正弦波下的單位體積的磁芯損耗公式(W/m3)。

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其中:

式(3)中參數(shù)Cm、α、β 反映了頻率對(duì)磁芯損耗的影響。而參數(shù)ct0、ct1、ct2,和T 體現(xiàn)了溫度的影響,溫度的總體影響用參數(shù)CT 來表示。表1 為飛利浦公司提供的材料的相應(yīng)參數(shù)。應(yīng)用式(3)和(4) ,Steinmetz 經(jīng)驗(yàn)公式(2)可以用來計(jì)算正弦波勵(lì)磁時(shí),不同頻率和溫度下磁芯材料的單位體積損耗。

表1 飛利浦公司常用磁材料的單位體積損耗(W/m^3)的參數(shù)列表

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電感磁芯產(chǎn)生損耗的原因: 貼片電感磁芯的損耗主要來源于磁芯損耗和線圈損耗兩個(gè)方面,而且這兩個(gè)方面的損耗量的大小又需要根據(jù)其不同電路模式來進(jìn)行判斷。其中,磁芯損耗主要是因?yàn)榇判静牧蟽?nèi)交替磁場(chǎng)而產(chǎn)生的,它所產(chǎn)生的損耗是操作頻率與總磁通擺幅(ΔB)的函數(shù),會(huì)大大降低了有效傳導(dǎo)損耗。線圈損耗則是因?yàn)榇判阅芰孔兓斐傻哪茉春膿p,它會(huì)在當(dāng)功率電感電流下降時(shí),降低磁場(chǎng)的強(qiáng)度。

電感磁芯降低損耗的方法:

1、電感磁芯中產(chǎn)生的磁芯損耗會(huì)隨電感磁芯損耗上升而下降的容許銅線損耗,而且還會(huì)帶來相同的電感磁芯材料通量激增。因此當(dāng)開關(guān)頻率上升至 500 kHz 以上,電感磁芯損耗和繞組交流損耗就可以極大地減少電感中的容許直流電流。

2、電感磁芯在線圈中的損耗主要表現(xiàn)在銅線損耗上,因此想要降低銅線損耗,必須要在電感磁芯損耗上升時(shí)降低,一直持續(xù)到各損耗均相等。最好的情況就是在高頻率下?lián)p耗穩(wěn)定保持相等,并允許從磁結(jié)構(gòu)獲得最大輸出電流。

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