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BUCK電路效率與占空比之間的“千絲萬縷”
發(fā)布時(shí)間:2015-05-08 責(zé)任編輯:sherry
【導(dǎo)讀】本篇文章探討了BUCK電路效率與占空比之間的關(guān)系,并對(duì)其進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析,在最后還通過舉例的方式幫助讀者進(jìn)行理解。希望大家在閱讀過本篇文章之后能夠有所收獲。
BUCK電路在電子電路的設(shè)計(jì)中起到降壓的作用。效率越高就代表著降壓的效果越好,在BUCK電路中存在著這么一種現(xiàn)象,隨著占空比的增加,BUCK電路的效率也會(huì)越來越高。很多新手朋友們并不能很好的理解這個(gè)問題。本篇文章就將通過講解和舉例來幫助大家理解這種現(xiàn)象的原理。
在BUCK電路中效率越高占空比越大,主要是因?yàn)樵陂_關(guān)管導(dǎo)通期間,輸入電源直接向輸出提供電能,其中多余的電能存儲(chǔ)在輸出電感中。占空比越大輸入電源箱輸出直接提供電能的時(shí)間比例越大。對(duì)于輸出而言,這個(gè)過程不需要電磁能量的轉(zhuǎn)換有多少都是百撿的,而開關(guān)管關(guān)斷期間輸出需要輸出電感由此儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換為電能的過程,這個(gè)過程電感是由損耗的,因此這個(gè)過程的比例越大,輸出電感吃回扣的機(jī)會(huì)越多,回扣吃得也越多,相對(duì)效率將下降越多。如果占空比為100%,有可能效率達(dá)到99%,那么電感就沒有吃回扣的機(jī)會(huì)了。
當(dāng)然還有其它提高效率的因素,這里就不進(jìn)行贅述了。在此僅說一下電感電磁能量小轉(zhuǎn)換過程的損耗問題。
磁芯有鐵損和銅損,占空比100%時(shí),只有銅損,儲(chǔ)能是,兩損皆有。二極管功耗也是一個(gè)方面,當(dāng)然如果大電流,可以用同步續(xù)流,但還是占空比越大,效率越高。
同樣輸入電壓和輸出電流下,用同一塊板做BUCK時(shí),F(xiàn)ET的損耗基本是一樣的,電感鐵耗有所下降,電阻損耗也基本不變。如此占空比升高后輸出增加,損耗增加分額小的多,效率提高就在情理之中了。
為了方便大家更好的理解,這里在講解的基礎(chǔ)上進(jìn)行舉例。
以變壓器為例,我們?cè)O(shè)計(jì)的時(shí)候,用到的最大功率并不是效率最高的點(diǎn)。那么對(duì)于這個(gè)系統(tǒng)或模塊,效率最高點(diǎn)就不是最大輸出功率的時(shí)候了。如果對(duì)于一個(gè)10A輸出的模塊不進(jìn)行任何修改,效率最高可能出現(xiàn)在7A,但我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)7A輸出的模塊的時(shí)候還不會(huì)用那么大的變壓器、電感之類的呢?答案肯定是不會(huì),如果依舊選用那么大的變壓器及電感,也許100%輸出就是效率最高的點(diǎn)了。
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