dcdc芯片效率不高的原因_浅析影响DC-DC转换器效率的主要因素

浅析影响

DC-DC

转换器效率的主要因素

本文详细介绍了开关电源

(SMPS)

中各个元器件损耗的计算和预测技术，并讨

论了提高开关调节器效率的相关技术和特点，以选择最合适的芯片来达到高效指标。

本文介绍了影响开关电源效率的基本因素，可以以此作为新设计的准则。我们将从

一般性介绍开始，然后针对特定的开关元件的损耗进行讨论。

一、效率估计

能量转换系统必定存在能耗，虽然实际应用中无法获得

100%

的转换效率，但

是，一个高质量的电源效率可以达到非常高的水平，效率接近

95%.

绝大多数电源

的工作效率可以在特定的工作条件下测得，数据资料中给出

了这些参数。

Maxim

的数据资料给出了实际测试得到的数据，

其他厂商也会给出实

际测量的结果，但我们只能对我们自己的数据担保。图

给出了一个

SMPS

降压转

换器的电路实例，转换效率可以达到

97%

，即使在轻载时也能保持较高效率。

采用什么秘诀才能达到如此高的效率

我们最好从了解

SMPS

损耗的公共问题

开始，开关电源的损耗大部分来自开关器件

(MOSFET

和二极管

)

，另外小部分损耗

来自电感和电容。但是，如果使用非常廉价的电感和电容

(

具有较高电阻

)

，将会导

致损耗明显增大。

选择

时，需要考虑控制器的架构和内部元件，以期获得高效指标。例如，

图

采用了多种方法来降低损耗，其中包括：同步整流，芯片内部集成低导通电阻

的

MOSFET

，

低静态电流和跳脉冲控制模式。

我们将在本文展开讨论这些措施带来

的好处。

图

1. MAX1556

降压转换器集成了低导通电阻的

MOSFET

，

采用同步整流，

可

以达到

95%

的转换效率，效率曲线如图所示。

二、降压型

SMPS

损耗是任何

SMPS

架构都面临的问题，我们在此以图

所示降压型

(

或

buck)

转换器为例进行讨论，图中标明各点的开关波形，用于后续计算。

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