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透過電感損耗看電源功耗,計算一點不復(fù)雜

2017-11-10 | rar | 未知 | 次下載 | 1積分

資料介紹

 1、概述
  電源的功耗是多方面的,包括開關(guān)損耗、輸入/輸出電容損耗、控制器靜態(tài)功耗以及電感損耗。本文主要介紹 算起來很簡單的電感損耗。電感損耗包括兩方面:其一是與磁芯相關(guān)的損耗,即傳統(tǒng)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一般通過查廠商的表格得出。
  
  某主板上的開關(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?shù)為:電感值為320nH,直流電阻為0.53±11.3%。
  
  在設(shè)計中,我們將這個電阻用在了開關(guān)頻率為600kHz,負(fù)載電流 ILOAD為30A的BUCK電路中,其中Iripple=30%*ILOAD。
  根據(jù)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(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。
  透過電感損耗看電源功耗,計算一點不復(fù)雜
  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(dǎo)致電感值下降甚至損壞;第二個作用是用來調(diào)整電感的參數(shù),提升整個電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的效率。
  3、關(guān)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(guān)鍵的設(shè)備中的話,那么電感請選有提供鐵損的供應(yīng)商,比如Pulse,Wurth,JW Miller等;
  如果是在電流比較小或者開關(guān)頻率比較低的場合,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(xù)的測試中發(fā)現(xiàn)電感過熱的話,想辦法降低電源的開關(guān)頻率,或者采用DCR小一點的電感。
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