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        透過電感損耗看電源功耗,計算一點不復雜

        作者: 時間:2017-06-03 來源:網絡 收藏

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/201706/346888.htm

        1、概述

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

        Total Power Dissipation(W)= CopperLoss + CoreLoss

        CopperLoss = IRMS2*RDC(mΩ)/1000

        CoreLoss一般通過查廠商的表格得出。

        某主板上的開關電源照片

        2、計算方法

        以Pulse的PA1513NL系列的電感為例,采用PA1513NL.321NLT。在其官網上下載到的datasheet如下。基本的參數為:電感值為320nH,直流電阻為0.53±11.3%。

        在設計中,我們將這個電阻用在了開關頻率為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


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

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

        由于開關電源工作在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引起電感過熱的情況,導致電感值下降甚至損壞;第二個作用是用來調整電感的參數,提升整個電源轉換系統的效率。

        3、關于CoreLoss

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

        如果這個電感是用在很大電流的并且比較關鍵的設備中的話,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關頻率比較低的場合,一般鐵損并不是關鍵因素。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現電感過熱的話,想辦法降低電源的開關頻率,或者采用DCR小一點的電感。



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