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透過(guò)電感損耗看電源功耗,計算一點(diǎn)不復雜

作者: 時(shí)間:2017-06-03 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/201706/346888.htm

1、概述

電源的功耗是多方面的,包括開(kāi)關(guān)損耗、輸入/輸出電容損耗、控制器靜態(tài)功耗以及。本文主要介紹 算起來(lái)很簡(jiǎn)單的。包括兩方面:其一是與磁芯相關(guān)的損耗,即傳統的鐵損;其二是與電感繞組相關(guān)的損耗,即通常所謂的銅損。

Total Power Dissipation(W)= CopperLoss + CoreLoss

CopperLoss = IRMS2*RDC(mΩ)/1000

CoreLoss一般通過(guò)查廠(chǎng)商的表格得出。

某主板上的開(kāi)關(guān)電源照片

2、計算方法

以Pulse的PA1513NL系列的電感為例,采用PA1513NL.321NLT。在其官網(wǎng)上下載到的datasheet如下?;镜膮禐椋弘姼兄禐?20nH,直流電阻為0.53±11.3%。

在設計中,我們將這個(gè)電阻用在了開(kāi)關(guān)頻率為600kHz,負載電流ILOAD為30A的BUCK電路中,其中Iripple=30%*ILOAD。

根據以上公式,可以很容易計算出最大的銅損為:

CopperLoss = IRMS2* RDC(mΩ)/1000 =(30A)2 *(0.53*111.3% mΩ)/1000 = 0.531W


關(guān)于最大鐵損,先要計算出△B:(因為電感值誤差是一個(gè)曲線(xiàn),所以用normal值計算)

△B = .23* L(nH)* △I = 0.23 * 320(nH)* 30% * ILOAD = 662.4

由于開(kāi)關(guān)電源工作在600KHz的頻率下面,查表可以得到鐵損大概在0.18W左右。

那么總的損耗如下:

Total Power Dissipation(W)= CopperLoss + CoreLoss = 0.711W

通過(guò)查表,可以得到電感在正常工作的情況下,溫升大概是45攝氏度。

評估電感的損耗主要作用是,一是看電感的損耗是否會(huì )引起電感過(guò)熱的情況,導致電感值下降甚至損壞;第二個(gè)作用是用來(lái)調整電感的參數,提升整個(gè)電源轉換系統的效率。

3、關(guān)于CoreLoss

其實(shí)很多電感公司的datasheet上都沒(méi)有給出CoreLoss的計算方法以及曲線(xiàn),如果這樣的話(huà),計算鐵損就幾乎成為一個(gè)不可能事情了。對于這個(gè)情況,有兩個(gè)建議。

如果這個(gè)電感是用在很大電流的并且比較關(guān)鍵的設備中的話(huà),那么電感請選有提供鐵損的供應商,比如Pulse,Wurth,JW Miller等;

如果是在電流比較小或者開(kāi)關(guān)頻率比較低的場(chǎng)合,一般鐵損并不是關(guān)鍵因素。那么先評估銅損是否OK,留有一定的裕量,如果在后續的測試中發(fā)現電感過(guò)熱的話(huà),想辦法降低電源的開(kāi)關(guān)頻率,或者采用DCR小一點(diǎn)的電感。



關(guān)鍵詞: 電感損耗 電源功耗

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