危害電源變壓器控制模塊高效率的關(guān)鍵要素是什么？
發(fā)布時(shí)間：2020-04-21 09:47:31 瀏覽：1969
在電力能源變換系統(tǒng)軟件中,產(chǎn)生損害是必定的,因而在具體運(yùn)用中,電源變壓器控制模塊的運(yùn)作高效率只有貼近100%。因?yàn)樗Q于部件自身，因而只有根據(jù)部件技術(shù)性來(lái)改善。剖析了危害電源變壓器控制模塊高效率的關(guān)鍵要素。
電源變壓器控制模塊的耗損關(guān)鍵來(lái)源于開(kāi)關(guān)元件MOSfet和二極管，而另一部分來(lái)源于變電器、鎮(zhèn)流器、電力電容器和電感器。因?yàn)槠渥陨淼奶攸c(diǎn)，MOSfet和二極管能夠大大降低系統(tǒng)軟件的高效率，可分成導(dǎo)電性耗損和開(kāi)關(guān)損耗。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，任何電流回路都存在消耗電阻，會(huì)造成動(dòng)能消耗。MOSFET和二極管是電源開(kāi)關(guān)部件，當(dāng)傳導(dǎo)電流根據(jù)MOSFET或二極管時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)工作電壓降低。因?yàn)?/span>Mosfet的電流只能在電流打開(kāi)時(shí)才根據(jù)，因而Mosfet的傳輸耗損與電流打開(kāi)時(shí)的電阻器、占空比和電流相關(guān)。
而二極管的傳輸消耗則取決于自身的通斷消耗（VF），通斷消耗相對(duì)較大。因而，二極管與MOSFET相比會(huì)引入更大的傳輸消耗。二極管的傳輸消耗由通斷電流、通斷消耗、通斷時(shí)間決定。
現(xiàn)階段減小開(kāi)關(guān)元件消耗的同時(shí)途徑是挑選低通斷電阻、可迅速切換的MOSFET。或挑選低通斷消耗、迅速恢復(fù)的二極管。一般增加芯片尺寸和漏源極擊穿場(chǎng)強(qiáng)會(huì)有助于降低通斷電阻，在挑選MOSFET時(shí)需要在尺寸和高效率之間進(jìn)行權(quán)衡。通斷電阻和柵源偏置電壓成反比，強(qiáng)烈推薦使用足夠大的柵極電壓使MOSFET充分通斷，但會(huì)增大柵極驅(qū)動(dòng)消耗。開(kāi)關(guān)控制器件自身一般無(wú)法產(chǎn)生較高的柵極驅(qū)動(dòng)電壓，除非集成ic提供有自舉電路或選用外部柵極驅(qū)動(dòng)。
因?yàn)?/span>MOSFET的正溫度特點(diǎn)，當(dāng)集成ic溫度升高時(shí)，通斷電阻會(huì)相應(yīng)增大。因而，需選用適當(dāng)?shù)臒峁芾碇贫缺３州^低的結(jié)溫，使導(dǎo)通電阻不容易過(guò)大。MOSFET的開(kāi)關(guān)損耗取決于反電動(dòng)勢(shì)，較大的反電動(dòng)勢(shì)需要較長(zhǎng)的快充時(shí)間，使開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)化變緩，消耗更多的動(dòng)能。
電容器在電源變壓器模塊電路中主要起穩(wěn)壓管、濾除插入、輸出噪音等作用，這種耗損減少了高效率。可分為三種現(xiàn)象講解，有等效串聯(lián)電阻耗損、泄露電流耗損和電解介質(zhì)耗損。電流量在每一個(gè)開(kāi)關(guān)周期時(shí)間流入、排出電容器，電容器固有的電阻器會(huì)造成相應(yīng)功耗。泄露電流耗損是由于電容器絕緣材料的電阻器造成較小電流量穿過(guò)電容器而產(chǎn)生的功率耗損。電解介質(zhì)耗損是由于電容器兩端施加了交流電流，電容器電場(chǎng)產(chǎn)生變化，進(jìn)而使電解介質(zhì)分子電極化造成功率耗損。
在低能耗應(yīng)用場(chǎng)所中，可代替快修復(fù)場(chǎng)效應(yīng)管的是肖特基場(chǎng)效應(yīng)管。其優(yōu)點(diǎn)是修復(fù)時(shí)間基本上能夠忽視，反向恢復(fù)工作電壓只能一般場(chǎng)效應(yīng)管的一半。缺點(diǎn)是它的工作頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于快修復(fù)場(chǎng)效應(yīng)管。因此，肖特基場(chǎng)效應(yīng)管廣泛用于低能耗場(chǎng)所設(shè)計(jì)，在低占空比時(shí)能夠減少開(kāi)關(guān)二極管的耗損。
電感器功耗包含電磁線圈耗損和磁芯耗損，電磁線圈耗損歸結(jié)于電磁線圈的電阻測(cè)量，磁芯耗損歸結(jié)于電感器的磁特性。對(duì)一個(gè)固定的電感器值，電感器尺寸較小時(shí)，以便保持同樣匝數(shù)相應(yīng)減小電磁線圈的橫截面積，進(jìn)而造成電阻測(cè)量增大。
磁芯耗損由渦流損耗、渦流損耗組成，直接危害鐵芯的交替變化磁通。在電源變壓器模塊中，盡管均值直流電流穿過(guò)電感器，但通過(guò)電感器的開(kāi)關(guān)工作電壓轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的紋波電流量會(huì)造成磁芯規(guī)律性的磁通轉(zhuǎn)變。磁滯損耗源于每一個(gè)交流周期時(shí)間中磁芯偶極子的重新排序所消耗的功率，正比例于頻率和磁通密度。
高效率低的電源變壓器模塊，會(huì)帶來(lái)挺大的溫升，在高溫下工作中，會(huì)危害系統(tǒng)的可靠性。因此，提高工作效率和減少產(chǎn)品溫升成為了開(kāi)關(guān)電源工程師的關(guān)鍵工作中之一。
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