电源设计注意事项：如何提高开关效率

2023-5-21 19:10| 发布者: 开心| 查看: 327| 评论: 0

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摘要: {本文由家电维修技术论坛小编收集整理资料}能源效率在电源设计中一直扮演着非常重要的角色。低效率的电源，以及不可忽略的功率损耗，会给系统和最终用户带来额外的成本。我们不要忘记，对更高效率水平的追求已经导致了从线性调节器到更高效的开关技术 ...

{本文由家电维修技术论坛小编收集整理资料}能源效率在电源设计中一直扮演着非常重要的角色。低效率的电源，以及不可忽略的功率损耗，会给系统和最终用户带来额外的成本。我们不要忘记，对更高效率水平的追求已经导致了从线性调节器到更高效的开关技术的转变，特别是在电力应用中。现在让我们详细了解一些可以提高开关电源（SMPS）效率的技术。主动纠偏同步整流器，也称为有源整流器，用于提高二极管整流电路的效率，二极管整流电路通常存在于开关电源中。通常的半导体二极管被有源元件取代，通常是BJT或MOSFET功率晶体管，它们被制成开关频率，以允许将交流输入电压转换为直流电压。这些整流电路称为同步电路，因为开关必须与输入波形同步。同步整流（SR）技术可以提高效率、热管理、功率密度和可靠性，降低电源的总体成本。图1的上半部分显示了带整流二极管的buck变换器的经典方案，而在同一图的下半部分，肖特基二极管被MOSFET晶体管取代。有源整流器的优点是它的传导电阻和压降比二极管低得多。MOSFET晶体管是二极管的理想替代品，因为它们的RDS（on）非常低，低至几十毫欧姆或更小。因此，这个电阻上的电压降比二极管上的要低得多。SR技术的缺点是它需要一个能够确保MOSFET开关和输入波形之间同步的控制电路。

图1：SR技术的应用示例缓冲器和钳位该缓冲电路具有减小电压尖峰幅度和降低电压变化率（dV/dt）的功能。其效果是减少开关损耗和射频发射。钳位执行的功能要简单得多；也就是说，它只是降低电压尖峰的振幅，而不利于发射电磁波。在图2中，我们可以看到典型的钳位和缓冲电路的例子，而图3显示了它们对波形（电压）产生的影响，其特征是波纹加剧。