《11-陈永真-高效率开关电源设计》.pdf

高效率开关电源设计 高效率开关电源设计 辽宁工业大学 辽宁工业大学 陈永真 陈永真 0416chenyongzhen@163.com 0416chenyongzhen@163.com 一、常规技术设计高效率开关电 一、常规技术设计高效率开关电 源 源 采用常规技术设计的开关电源的效率通常 采用常规技术设计的开关电源的效率通常 在70~85%之间。这个效率一般是在满载时 在70~85%之间。这个效率一般是在满载时 测得。 测得。 其中： 其中： 输出电压越低，效率越低。 输出电压越低，效率越低。 负载越轻，效率越低。 负载越轻，效率越低。 效率越低，电源越热，可靠性越低，成本 效率越低，电源越热，可靠性越低，成本 越高。 越高。 国外的能耗标准与目前的技术水平 国外的能耗标准与目前的技术水平 开关电源设计强国美国几年前就提出80+的 开关电源设计强国美国几年前就提出80+的 技术标准，已经付诸实施；85+的技术标准 技术标准，已经付诸实施；85+的技术标准 也即将付诸实施，88+技术标的实施也将是 也即将付诸实施，88+技术标的实施也将是 几年后的现实。 几年后的现实。 这些能耗标准是在负载率从20%到80%范 这些能耗标准是在负载率从20%到80%范 围内的效率不低于80%；85%；88%。 围内的效率不低于80%；85%；88%。 效率与损耗 效率与损耗 以100W输出功率的开关电源为例： 以100W输出功率的开关电源为例： 效率为75%时的输入功率133.3W，电源损耗 效率为75%时的输入功率133.3W，电源损耗 33.3W； 33.3W； 效率为80%时的输入功率125W，电源损耗 效率为80%时的输入功率125W，电源损耗 25W； 25W； 效率为85%时的输入功率为117.65W，电源损耗 效率为85%时的输入功率为117.65W，电源损耗 17.65W； 17.65W； 效率为88%时的输入功率113.64W，电源损耗 效率为88%时的输入功率113.64W，电源损耗 13.64W； 13.64W； 效率为90%时的输入功率111W，电源损耗 效率为90%时的输入功率111W，电源损耗 11W； 11W； 不同的效率对比与意义 不同的效率对比与意义 效率从75%上升到85%，电源自身的损耗 效率从75%上升到85%，电源自身的损耗 降低15.65W或47% ； 降低15.65W或47% ； 从散热角度考虑，33.3W所需要的散热条件 从散热角度考虑，33.3W所需要的散热条件 与17.65W所需要的散热条件将不仅仅是一 与17.65W所需要的散热条件将不仅仅是一 倍的关系，所带来的体积、成本的差异将 倍的关系，所带来的体积、成本的差异将 是显然的。 是显然的。 如果将效率从75%提高到90%，甚至可以 如果将效率从75%提高到90%，甚至可以 不使用散热器！ 不使用散热器！ 我国的电源CCC认证也开始采用美 我国的电源CCC认证也开始采用美 国能源之星的标准 国能源之星的标准 因此，开关电源设计需要考虑如何设计出 因此，开关电源设计需要考虑如何设计出 高效率、低待机损耗、高功率因数的问 高效率、低待机损耗、高功率因数的问 题。 题。 二、开关电源的损耗分析 二、开关电源的损耗分析 2.1、半导体器件导通损耗与减小 2.1、半导体器件导通损耗与减小 半导体器件得到通损耗是由其正向电压产生。或者是 半导体器件得到通损耗是由其正向电压产生。或者是