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2019.04.25 DC/DC

同步整流降压转换器的损耗

损耗探讨

本文开始探讨同步整流降压转换器的损耗。首先,我们来看一下同步整流降压转换器发生损耗的部位。然后,会对各部位的损耗进行探讨。

同步整流降压转换器的损耗发生部位

下面是同步整流降压转换器的电路简图以及发生损耗的位置。关于发生位置,用红色简称来表示。

20170711_graf_11

PONH是高边MOSFET导通时的导通电阻带来的传导损耗,也称为“导通损耗”。

PONL是低边MOSFET导通时的导通电阻带来的传导损耗。

PSWH是MOSFET的开关损耗。

Pdead_time是死区时间损耗。当高边和低边MOSFET同时导通时,VIN和GND处于接近短路的状态,并流过称为“直通电流”等的过电流。为了避免这种情况,几乎所有的控制器IC在高边和低边的导通/关断切换时,都会设有两者都关断的一点点时间,这就是“死区时间”。为了安全起见是需要死区时间的,但会成为损耗。

PIC是电源用IC(在这里为功率晶体管外置同步整流降压转换器用控制器IC)的电源电流。基本上是IC本身消耗的电流,是自身消耗电流。

PGATE是外置MOSFET的栅极电荷损耗。原则上MOSFET的栅极是不流过电流的,但需要用来驱动栅极电容的电荷,这会成为损耗。需要同时考虑高边和低边。

PCOIL是输出电感的DCR、直流电阻带来的传导损耗。

将这些损耗全部加在一起就是同步整流降压转换器的损耗。

损耗合计P=PONH+PONL+PSWH+Pdead_time+PIC+PGATE+PCOIL

 PONH:高边MOSFET导通时的导通电阻带来的传导损耗
 PONL:低边MOSFET导通时的导通电阻带来的传导损耗
 PSWH:开关损耗
 Pdead_time:死区时间损耗
 PIC:自身功率损耗
 PGATE:栅极电荷损耗
 PCOIL:电感的DCR带来的传导损耗

在下一篇文章中将单独探讨每个损耗。

关键要点:

・同步整流降压转换器的损耗是各部位损耗之和。

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