DC/DC轉(zhuǎn)換器評(píng)估篇“損耗探討”共分10篇文章進(jìn)行介紹，本文是最后一篇。對(duì)于同步整流式降壓轉(zhuǎn)換器，給出了如何區(qū)分損耗位置、計(jì)算每種損耗、并通過它們相加導(dǎo)出總損耗的方法。另外，還介紹了實(shí)際應(yīng)用中的損耗探討方法，比如用來選擇封裝的熱計(jì)算、以及開關(guān)頻率、輸入電壓、輸出電流變化時(shí)應(yīng)該注意的主要損耗因素等。對(duì)于電源來說，高效率（換言之就是低損耗）是必不可少的條件，因此在設(shè)計(jì)時(shí)請(qǐng)參考這里的信息。下面匯總了相關(guān)各篇文章的關(guān)鍵要點(diǎn)：

損耗探討

前言

關(guān)鍵要點(diǎn):

?損耗直接導(dǎo)致發(fā)熱等，使部件和設(shè)備的可靠性降低

?熱設(shè)計(jì)對(duì)于提高設(shè)備的安全性和可靠性來說非常重要。

?后續(xù)將探討電源電路的損耗部分、原因及其對(duì)策。

定義和發(fā)熱

關(guān)鍵要點(diǎn):

?損耗是輸入功率與輸出功率的差，或效率的倒數(shù)。

?結(jié)溫為環(huán)境溫度＋發(fā)熱量，發(fā)熱量為損耗×熱阻（θj-a）。

?損耗會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱，因而是重要的探討事項(xiàng)。

同步整流降壓轉(zhuǎn)換器的損耗

關(guān)鍵要點(diǎn):

?同步整流降壓轉(zhuǎn)換器的損耗是各部位損耗之和。

同步整流降壓轉(zhuǎn)換器的傳導(dǎo)損耗

關(guān)鍵要點(diǎn):

?同步整流降壓轉(zhuǎn)換器MOSFET的傳導(dǎo)損耗根據(jù)導(dǎo)通電阻和導(dǎo)通時(shí)的電流及導(dǎo)通期間來計(jì)算。

同步整流降壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)損耗

關(guān)鍵要點(diǎn):

?同步整流降壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)損耗可通過開關(guān)的過渡時(shí)間及其期間的功率和開關(guān)頻率來計(jì)算。

同步整流降壓轉(zhuǎn)換器死區(qū)時(shí)間的損耗

關(guān)鍵要點(diǎn):

?死區(qū)時(shí)間損耗是指在死區(qū)時(shí)間中因低邊開關(guān)（MOSFET）體二極管的正向電壓和負(fù)載電流而產(chǎn)生的損耗。

?死區(qū)時(shí)間是為了防止同步開關(guān)的直通電流而專門設(shè)置的。

同步整流降壓轉(zhuǎn)換器的控制IC功率損耗

關(guān)鍵要點(diǎn):

?控制IC自身功耗帶來的損耗，對(duì)輕負(fù)載時(shí)的效率有較大影響。

?損耗計(jì)算非常簡單，電源電流乘以電源電壓即可。

?測量條件請(qǐng)參考IC的技術(shù)規(guī)格書。

同步整流降壓轉(zhuǎn)換器的柵極電荷損耗

關(guān)鍵要點(diǎn):

?柵極電荷損耗是由MOSFET的Qg（柵極電荷總量）引起的損耗。

?如果MOSFET的Qg相同，則損耗主要取決于開關(guān)頻率。

電感的DCR帶來的傳導(dǎo)損耗

關(guān)鍵要點(diǎn):

?電感的DCR（直流電阻）和輸出電流會(huì)帶來傳導(dǎo)損耗。

電源IC的功率損耗計(jì)算示例

關(guān)鍵要點(diǎn):

?電源IC的功率損耗是單個(gè)損耗的總和。

?關(guān)于計(jì)算所用的值，雖然有很多種看法，但應(yīng)該通過計(jì)算最差條件下的損耗進(jìn)行確認(rèn)。

損耗的簡單計(jì)算方法

關(guān)鍵要點(diǎn):

?電源IC的技術(shù)規(guī)格書中如果提供了效率曲線，可根據(jù)效率簡單計(jì)算損耗。

封裝選型時(shí)的熱計(jì)算示例 1

關(guān)鍵要點(diǎn):

?求出損耗是為了進(jìn)行熱設(shè)計(jì)。

?采取散熱對(duì)策確保Tj不要超過絕對(duì)最大額定值。

封裝選型時(shí)的熱計(jì)算示例 2

關(guān)鍵要點(diǎn):

?求出損耗是為了進(jìn)行熱設(shè)計(jì)。

?采取散熱對(duì)策確保Tj不要超過絕對(duì)最大額定值。

損耗因素

關(guān)鍵要點(diǎn):

?整體損耗的構(gòu)成部分——特定部位的損耗在某些工作條件下會(huì)增加。

?通過損耗計(jì)算公式了解其主要因素，就可以明白規(guī)格和條件變更時(shí)的注意要點(diǎn)。

探討通過提高開關(guān)頻率來實(shí)現(xiàn)小型化時(shí)的注意事項(xiàng)

關(guān)鍵要點(diǎn):

?提高開關(guān)頻率可實(shí)現(xiàn)電源和應(yīng)用的小型化，但會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗增加，效率下降。

?增加的損耗中，主要是開關(guān)損耗和死區(qū)時(shí)間損耗。

?提高開關(guān)頻率所帶來的小型化和損耗增加（效率下降）之間存在此起彼消的矛盾關(guān)系。

?在很多情況下會(huì)綜合衡量尺寸和效率，取折中方案。

探討高輸入電壓應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)

關(guān)鍵要點(diǎn):

?當(dāng)輸入電壓升高時(shí)，主要增加的損耗是開關(guān)損耗。

?隨著開關(guān)損耗的增加，需要重新評(píng)估MOSFET的額定電壓和容許損耗。

?此外，還可考慮采用tr和tf更快、導(dǎo)通電阻和Qg低的MOSFET。

?電源規(guī)格中，如果能夠降低開關(guān)頻率就降低。如果將fSW減半，則損耗也會(huì)減半。

?如果是開關(guān)晶體管內(nèi)置型的IC，則需要對(duì)IC本身進(jìn)行評(píng)估。

探討高輸出電流應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)其1

關(guān)鍵要點(diǎn):

?如果提高輸出電流，則MOSFET的導(dǎo)通電阻、開關(guān)、死區(qū)時(shí)間、電感的DCR損耗將會(huì)增加。

?選擇導(dǎo)通電阻低的MOSFET，提高開關(guān)速度，并使用DCR小的電感。

?大多數(shù)控制器IC的死區(qū)時(shí)間是無法調(diào)整的。

?MOSFET的選型除導(dǎo)通電阻外還有其他需要探討的事項(xiàng)（見“其2”）。

探討高輸出電流應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)其2

關(guān)鍵要點(diǎn):

?要提高輸出電流時(shí)，需要選擇導(dǎo)通電阻低的MOSFET，提高開關(guān)速度，并使用DCR小的電感。

?高耐壓低導(dǎo)通電阻的MOSFET往往Qg會(huì)增加，因此為了避免Qg增加導(dǎo)致的柵極電荷損耗的增加，需要選擇導(dǎo)通電阻低且Qg小的MOSFET。

?Qg低的MOSFET往往開關(guān)速度較快，因此需要注意開關(guān)噪聲是否有增加。

審核編輯黃宇