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DC/DC評(píng)估篇損耗探討-損耗的簡(jiǎn)單計(jì)算方法

張輝 ? 來源:jfdgs ? 作者:jfdgs ? 2023-02-23 10:40 ? 次閱讀

上一篇文章介紹了電源IC整體損耗的計(jì)算方法,即求出各部分的損耗并將這些損耗相加的方法。本文將在“簡(jiǎn)單”的前提下,介紹一種利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)求出電源IC損耗的方法。

損耗的簡(jiǎn)單計(jì)算方法

在很多情況下,電源IC的技術(shù)規(guī)格書中給出的是在標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用電路中測(cè)試得到的效率曲線圖(效率 vs 輸出電流)。如果所使用的電路條件與規(guī)格書中的效率曲線的條件相同或近似,則在自己設(shè)計(jì)的電路中也可能得到基本相同的效率曲線。利用這個(gè)效率曲線,可以簡(jiǎn)單計(jì)算損耗。與上一次的計(jì)算示例相同,這里也以內(nèi)置MOSFET同步整流降壓轉(zhuǎn)換器為例進(jìn)行計(jì)算。

首先,請(qǐng)看根據(jù)效率計(jì)算損耗的公式,這同時(shí)也是為了整理效率和損耗的關(guān)系。

輸入功率 [W]=輸出功率[W]+損耗[W]
效率(×100,以“%”表示)=輸出功率[W]÷輸入功率[W]

損耗 [W]=輸出功率[W]×(1-效率)÷效率

接下來,根據(jù)下面的條件,使用效率曲線進(jìn)行計(jì)算。

使用條件:Vin=24V,Vout=5V,Iout=1.5A

從曲線圖中可以看出效率為:84%(藍(lán)色圓圈)

損耗 [W]=輸出功率[W]×(1-效率)÷效率
=(5V×1.5A)×(1-0.84)÷0.84=1.43W

pYYBAGPzDo6ALY6VAABULqcFvug651.gif

這里計(jì)算出的損耗是電路的損耗(效率也一樣),因此,與上一次的計(jì)算示例相同,需要減去外置輸出電感的DCR帶來的傳導(dǎo)損耗(PCOIL)。關(guān)于電感的損耗,請(qǐng)參考這里。

如上所述,可以根據(jù)效率曲線大致算出損耗。前面提到要減去外置電感的損耗,但更準(zhǔn)確一點(diǎn)講,估算值中包含其他外置部件和PCB的薄膜布線等的損耗。然而,由于電源IC本身的損耗比這個(gè)值小(通常只是很小的值),因此用于估算值的量并沒有什么問題。

功率晶體管為外置的情況下,可以用相同的思路估算,但一般需要另行求出功率晶體管的損耗,因此所花的時(shí)間也可能與單獨(dú)計(jì)算差不多。

最后,計(jì)算值的小數(shù)原則上要向上舍入,而非向下舍入。至于使用到小數(shù)點(diǎn)后幾位數(shù),可根據(jù)整體的功率來判斷有效(有影響)的位數(shù)。這是為了將誤差控制在安全范圍,需要注意的是損耗和發(fā)熱等負(fù)面因素。當(dāng)然,在進(jìn)行可否判斷時(shí)需要考慮到余量而非界限值。

審核編輯:湯梓紅

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