危害電源變壓器控制模塊高效率的關(guān)鍵要素是什么？
發(fā)布時(shí)間：2020-04-21 09:47:31 瀏覽：1906
在電力能源變換系統(tǒng)軟件中,產(chǎn)生損害是必定的,因而在具體運(yùn)用中,電源變壓器控制模塊的運(yùn)作高效率只有貼近100%。因?yàn)樗Q于部件自身，因而只有根據(jù)部件技術(shù)性來改善。剖析了危害電源變壓器控制模塊高效率的關(guān)鍵要素。
電源變壓器控制模塊的耗損關(guān)鍵來源于開關(guān)元件MOSfet和二極管，而另一部分來源于變電器、鎮(zhèn)流器、電力電容器和電感器。因?yàn)槠渥陨淼奶攸c(diǎn)，MOSfet和二極管能夠大大降低系統(tǒng)軟件的高效率，可分成導(dǎo)電性耗損和開關(guān)損耗。簡單來說，任何電流回路都存在消耗電阻，會(huì)造成動(dòng)能消耗。MOSFET和二極管是電源開關(guān)部件，當(dāng)傳導(dǎo)電流根據(jù)MOSFET或二極管時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)工作電壓降低。因?yàn)?/span>Mosfet的電流只能在電流打開時(shí)才根據(jù)，因而Mosfet的傳輸耗損與電流打開時(shí)的電阻器、占空比和電流相關(guān)。
而二極管的傳輸消耗則取決于自身的通斷消耗（VF），通斷消耗相對(duì)較大。因而，二極管與MOSFET相比會(huì)引入更大的傳輸消耗。二極管的傳輸消耗由通斷電流、通斷消耗、通斷時(shí)間決定。
現(xiàn)階段減小開關(guān)元件消耗的同時(shí)途徑是挑選低通斷電阻、可迅速切換的MOSFET。或挑選低通斷消耗、迅速恢復(fù)的二極管。一般增加芯片尺寸和漏源極擊穿場強(qiáng)會(huì)有助于降低通斷電阻，在挑選MOSFET時(shí)需要在尺寸和高效率之間進(jìn)行權(quán)衡。通斷電阻和柵源偏置電壓成反比，強(qiáng)烈推薦使用足夠大的柵極電壓使MOSFET充分通斷，但會(huì)增大柵極驅(qū)動(dòng)消耗。開關(guān)控制器件自身一般無法產(chǎn)生較高的柵極驅(qū)動(dòng)電壓，除非集成ic提供有自舉電路或選用外部柵極驅(qū)動(dòng)。
因?yàn)?/span>MOSFET的正溫度特點(diǎn)，當(dāng)集成ic溫度升高時(shí)，通斷電阻會(huì)相應(yīng)增大。因而，需選用適當(dāng)?shù)臒峁芾碇贫缺３州^低的結(jié)溫，使導(dǎo)通電阻不容易過大。MOSFET的開關(guān)損耗取決于反電動(dòng)勢，較大的反電動(dòng)勢需要較長的快充時(shí)間，使開關(guān)轉(zhuǎn)化變緩，消耗更多的動(dòng)能。
電容器在電源變壓器模塊電路中主要起穩(wěn)壓管、濾除插入、輸出噪音等作用，這種耗損減少了高效率。可分為三種現(xiàn)象講解，有等效串聯(lián)電阻耗損、泄露電流耗損和電解介質(zhì)耗損。電流量在每一個(gè)開關(guān)周期時(shí)間流入、排出電容器，電容器固有的電阻器會(huì)造成相應(yīng)功耗。泄露電流耗損是由于電容器絕緣材料的電阻器造成較小電流量穿過電容器而產(chǎn)生的功率耗損。電解介質(zhì)耗損是由于電容器兩端施加了交流電流，電容器電場產(chǎn)生變化，進(jìn)而使電解介質(zhì)分子電極化造成功率耗損。
在低能耗應(yīng)用場所中，可代替快修復(fù)場效應(yīng)管的是肖特基場效應(yīng)管。其優(yōu)點(diǎn)是修復(fù)時(shí)間基本上能夠忽視，反向恢復(fù)工作電壓只能一般場效應(yīng)管的一半。缺點(diǎn)是它的工作頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于快修復(fù)場效應(yīng)管。因此，肖特基場效應(yīng)管廣泛用于低能耗場所設(shè)計(jì)，在低占空比時(shí)能夠減少開關(guān)二極管的耗損。
電感器功耗包含電磁線圈耗損和磁芯耗損，電磁線圈耗損歸結(jié)于電磁線圈的電阻測量，磁芯耗損歸結(jié)于電感器的磁特性。對(duì)一個(gè)固定的電感器值，電感器尺寸較小時(shí)，以便保持同樣匝數(shù)相應(yīng)減小電磁線圈的橫截面積，進(jìn)而造成電阻測量增大。
磁芯耗損由渦流損耗、渦流損耗組成，直接危害鐵芯的交替變化磁通。在電源變壓器模塊中，盡管均值直流電流穿過電感器，但通過電感器的開關(guān)工作電壓轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的紋波電流量會(huì)造成磁芯規(guī)律性的磁通轉(zhuǎn)變。磁滯損耗源于每一個(gè)交流周期時(shí)間中磁芯偶極子的重新排序所消耗的功率，正比例于頻率和磁通密度。
高效率低的電源變壓器模塊，會(huì)帶來挺大的溫升，在高溫下工作中，會(huì)危害系統(tǒng)的可靠性。因此，提高工作效率和減少產(chǎn)品溫升成為了開關(guān)電源工程師的關(guān)鍵工作中之一。
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