如何提高开关电源效率 电阻的大小会有何影响
影响开关电源的因素
影响开关电源中效率的因素我认为影响开关电源效率的因素主要有以下几个方面:(1)反馈回路选取和设计的不合理对于不同的反馈电路,电源的效率是不一定的,比方最简单的反馈电路中是由一个采样电阻采样,由一个稳压管控制输出电压。
这样做下来,采样电阻上的损耗就是I2*R,打比方我做的一款输出电流为350mA,采样电阻为 3.3Ω,这样做下来的损耗为0.35*0.35*3.3=0.40425W,这0.4W的损耗会使电源的效率下降3%左右,影响还是很大的;同样我用反馈用恒流恒压芯片做比如LM358,TSM1052,AP4313等等,这个采样电阻基本上在零点几欧姆,这样做下来的损耗是很小的,因此用芯片做反馈的恒流电路会比用采样电阻做的反馈电路的效率要高。
但是他们各有各的优缺点:1)电阻反馈的成本低,电路简单;芯片反馈的成本高,电路复杂2)电阻反馈的恒流精度不高,效率低;芯片反馈的恒流精度高,效率也高。
(2)变压器设计不合理主要分2方面原因:1)变压器磁芯出现饱和现象,是回路和开关管流过的很大电流,造成损耗变大,因此要想不出现饱和现象必须要有足够的磁芯气隙,这就要对匝数和感量要有比较合理的设计;2)变压器漏感太大,因为变压器的能量不可能完全由初级传给次级,变压器的制作过程中肯定会有漏感的出现,漏感越大,损耗越大,因此减小变压器漏感也是提高电源效率的有效途径,在实际设计中,通常选用三明治绕法来降低漏感。
(3)芯片外围电路调节的不合理1)驱动功率不足,开关管从开始导通到完全导通的延时时间过长,产生的开关损耗过大;2)驱动波形上升沿不陡,形成爬坡状,家具导通延时时间,是开关损耗增大;3)栅极串联电阻RG数值偏大,是开通、关断时间及开通、关断损耗增大;4)栅极驱动正偏电压+VGE过大,这样回事的IGBT处于断态,这样会产生一个电流脉冲,引起不必要的热损耗;5)死区时间设计太小,当栅极串联电阻RG大及高温运行情况下开关管的关断时间加大,损耗加大;6)栅极周围电路布线不合理,出现电路震荡是损耗增大。
影响开关电源效率的因素
影响开关电源中效率的因素我认为影响开关电源效率的因素主要有以下几个方面:(1)反馈回路选取和设计的不合理对于不同的反馈电路,电源的效率是不一定的,比方最简单的反馈电路中是由一个采样电阻采样,由一个稳压管控制输出电压。
这样做下来,采样电阻上的损耗就是I2*R,打比方我做的一款输出电流为350mA,采样电阻为3.3Ω,这样做下来的损耗为0.35*0.35*3.3=0.40425W,这0.4W的损耗会使电源的效率下降3%左右,影响还是很大的;同样我用反馈用恒流恒压芯片做比如LM358,TSM1052,AP4313等等,这个采样电阻基本上在零点几欧姆,这样做下来的损耗是很小的,因此用芯片做反馈的恒流电路会比用采样电阻做的反馈电路的效率要高。
但是他们各有各的优缺点:1)电阻反馈的成本低,电路简单;芯片反馈的成本高,电路复杂2)电阻反馈的恒流精度不高,效率低;芯片反馈的恒流精度高,效率也高。
(2)变压器设计不合理主要分2方面原因:1)变压器磁芯出现饱和现象,是回路和开关管流过的很大电流,造成损耗变大,因此要想不出现饱和现象必须要有足够的磁芯气隙,这就要对匝数和感量要有比较合理的设计;2)变压器漏感太大,因为变压器的能量不可能完全由初级传给次级,变压器的制作过程中肯定会有漏感的出现,漏感越大,损耗越大,因此减小变压器漏感也是提高电源效率的有效途径,在实际设计中,通常选用三明治绕法来降低漏感。
(3)芯片外围电路调节的不合理1)驱动功率不足,开关管从开始导通到完全导通的延时时间过长,产生的开关损耗过大;2)驱动波形上升沿不陡,形成爬坡状,家具导通延时时间,是开关损耗增大;3)栅极串联电阻R G数值偏大,是开通、关断时间及开通、关断损耗增大;4)栅极驱动正偏电压+V GE过大,这样回事的IGBT处于断态,这样会产生一个电流脉冲,引起不必要的热损耗;5)死区时间设计太小,当栅极串联电阻R G大及高温运行情况下开关管的关断时间加大,损耗加大;6)栅极周围电路布线不合理,出现电路震荡是损耗增大。
提高开关电源的工作频率,会使哪些元件体积减小?会使电路中什么损耗增加?
提高开关电源的工作频率,会使哪些元件体积减小?
会使电路中什么损耗增加?
提高开关电源的工作频率会使得以下元件的尺寸减小:
1.开关器件:例如MOSFET、IGBT等,随着工作频率的增加,
开关器件可以采用更小尺寸的器件。
更高的开关频率能提
供更快的开关速度,因此可以采用能够支持更高频率操作
的小型器件。
2.电感器:在开关电源中,电感器通常用于能量储存和滤波。
随着工作频率的提高,需要的电感器值相应减小,从而可
以使用更小尺寸的电感器。
3.电容器:电容器在开关电源中用于能量存储和滤波,类似
于电感器。
高频操作下,电容器的数值可以减小,并且可
以使用更小的尺寸。
然而,提高开关电源的工作频率也会导致一些损耗增加:
1.开关器件损耗:随着频率增加,开关器件的开关功耗也会
增加。
这是因为开关器件在频繁地进行开关操作时会产生
额外的开关损耗,这会导致开关器件的发热增加。
2.开关损耗:高频操作下,开关器件的切换频率增加,导致
开关过渡过程中的开关损耗增加。
这是由于开关器件的导
通和关断过程中会出现较大的开关损耗。
3.磁性元件损耗:例如电感器和变压器等磁性元件在高频操
作时,由于高频穿越磁性材料时会产生更多的涡流损耗和
磁芯损耗,从而损耗增加。
因此,在设计高频开关电源时,需要综合考虑元件尺寸的优化与损耗的增加,并进行适当的热管理来提高系统效率和稳定性。
11个提高开关电源效率的小技巧
11个提高开关电源效率的小技巧
1、在开关电源次级输出端的肖特基上并一个小功率快速二极管来代替RC吸收,效率一般可以提高1~2个点。
2、在体积和面积的允许下,尽量选用PQ RM型的变压器,在安规允许的情况下,变压器不加挡墙效率可以得到提升。
3、输入和输出的电解容量值。
AC输入整流电解容量低时效率会低0.2~1个点,何为低?用示波器看AC输入整流后纹波,小于10W功率,纹波10~30V为佳,大于10W纹波在5~20V为佳。
4、主电流回路PCB尽量短。
5、优化变压器参数设计,减少振铃带来的涡流损耗。
6、合理选用开关器件。
7、输入EMI部分优化设计
8、选择高效率的拓补结构
9、选择好的电解电容
10、启动部分功耗设计
11、芯片辅助供电优化。
影响开关电源效率的主要因素
影响开关电源效率的主要因素Revised as of 23 November 2020影响开关电源效率的主要因素*合理选择开关电源IC有助于改善系统效率效率是任何开关电源的基本指标,任何开关电源的设计考首先需要考虑的是效率优化,特别是便携式产品,因为高效率有助于延长电池的工作时间,消费者可以有更多时间享受便携产品的各种功能。
开关电源设计中,为获得最高转换效率,工程师必须了解转换电路中产生损耗的机制,以寻求降低损耗的途径。
另外,工程师还要熟悉开关电源器件的各种特点,以选择最合适的芯片来达到高效指标。
本文介绍了影响开关电源效率的基本因素,并提供了一些关于降低开关电源损耗的方法。
效率估计能量转换系统必定存在效率损耗,因此,在实际应用中我们只能尽可能地获得接近100%的转换效率。
目前市场上一些高质量开关电源的效率可以达到95%左右。
图1所示电路的效率可以达到97%,但在轻载时效率有所降低。
开关电源的损耗大部分来自开关器件(MOSFET和二极管),另外一部分损耗来自电感和电容。
选择开关电源器件时,需要考虑控制器的架构和内部元件,以期获得高效指标。
图1采用了多种方法来降低能量损耗,例如:同步整流,芯片内部集成低导通电阻的MOSFET,低静态电流和跳脉冲控制模式。
图1MAX1556降压控制器的应用电路开关器件的损耗MOSFET和二极管由于其自身特性,会大大降低系统效率。
相关损耗主要分成两部分:传导损耗和开关损耗。
简单地说,任何电流回路都存在损耗电阻,造成能量损耗。
MOSFET和二极管是开关元件,导通时电流流过MOSFET 或二极管,会有导通压降。
由于MOSFET只有在导通时才有电流流过,MOSFET的传导损耗与其导通电阻、占空比和导通时的电流有关:PCONDMOSFET=IMOSFETONavg2×RDSON×D式1中,IMOSFETONavg是MOSFET在导通时的平均电流。
MOSFET的传导损耗的起因是导通电阻,导通电阻通常非常小。
开关电源电路中电阻的选用
开关电源电路中电阻的选用开关电源电路中电阻的选用开关电源电路中电阻的选用,不仅仅考虑电路中平均电流值引起的功耗,还要考虑耐受最大峰值电流的能力。
其典型例子为开关MOS 管的功率取样电阻,在开关MOS管到地之间串联的取样电阻,一般此阻值极小,压降最大不超过2V,按功耗来算似乎不必采用大功率电阻,但考虑到耐受开关MOS管最大峰值电流的能力,在开机瞬间此电流幅度比正常值大很多。
同时,该电阻的可靠性也极为重要,如果在工作中受电流冲击而开路,则该电阻所处印制电路板上的两点之间将产生等于供电电压加上反峰电压的脉冲高压而被击穿,同时还将过流保护电路的集成电路IC击穿。
为此,一般该电阻均选用2W的金属膜电阻。
有的开关电源中用2-4只1W电阻并联,并非增大耗散功率,而是提供可靠性,即使一只电阻偶尔损坏,还有其他几只,以避免电路出现开路现象发生。
同样道理,开关电源输出电压的取样电阻也至关重要,一旦该电阻开路,取样电压为零伏,PWM芯片输出脉冲升到最大值,开关电源输出电压急剧升高。
另外还有光电耦合器(光耦)的限流电阻等等。
在开关电源中,电阻的串联运用很常见,其目的不是为了增大电阻的功耗或者阻值,而是为了提高电阻耐受峰值电压的能力。
电阻在一般情况下,对其耐压不太留意,实际上功率和阻值不同的电阻是有最高工作电压这一指标的。
当处于最高工作电压时,由于电阻极大,其功耗并未超过额定值,但电阻也会击穿。
其原因是,各种薄膜电阻是以薄膜的厚度控制其阻值外,对高阻值电阻还在薄膜烧结以后,以刻槽的方式延长薄膜的长度,阻值越大,刻槽密度也大,当用于高压电路时,刻槽之间发生打火放电造成电阻损坏。
因此开关电源中,有时故意用几个电阻串联组成,以防止这一现象的发生。
例如常见的自激式开关电源中的启动偏置电阻、各种开关电源中开关管接入DCR吸收回路的电阻,以及金属卤化物灯镇流器中的高压部分应用电阻等等。
PTC和NTC属于热敏性能元器件。
PTC具有很大的正温度系数,NTC则相反,有很大的负温度系数,其阻值与温度特性、伏安特性和电流与时间关系都与普通电阻完全不同。
提高开关电源的输出功率的方法
提高开关电源的输出功率的方法
要提高开关电源的输出功率,可以采取以下几种方法:
1.提高开关频率:开关频率是电源的工作频率,较高的开关
频率可以使电源具有更好的响应速度和更高的功率输出。
通过
增加开关频率,可以减小输出滤波电容和电感器的尺寸,提高
电源的转换效率和输出功率。
2.优化电源拓扑结构:不同的电源拓扑结构具有不同的性能
和特点,选择合适的拓扑结构能够提高电源的效率和功率输出。
常见的拓扑结构有Boost、Buck、BuckBoost、Flyback、Forward等,根据具体需求选择最合适的拓扑结构。
3.优化功率开关器件:功率开关器件的性能直接影响到开关
电源的转换效率和功率输出。
选择低导通电阻、低开关损耗的
功率开关器件,如MOSFET、IGBT等,可以降低能量损耗,
提高功率输出。
4.优化电源控制策略:优化电源的控制策略可以提高电源的
转换效率和输出功率。
常见的控制策略包括恒定频率控制(ConstantFrequencyControl)和恒定占空比控制(ConstantDutyCycleControl)。
合理设定控制参数,调整输出电压和电流的控制环节,能够提高电源的响应速度和稳定性,进而增加功率输出。
5.提高散热设计:高功率的开关电源往往伴随着较大的功率
损耗,为了保证电源的稳定性和可靠性,需要进行良好的散热
设计。
通过增加散热片、使用高导热性材料等方式,有助于提
高散热效果,降低温度,保持电源的高效运行。
总之,提高开关电源的输出功率需要综合考虑电源拓扑结构、功率开关器件、控制策略和散热设计等方面的优化,以实现更
高的效率和功率输出。
开关电源效率低的解决方法
开关电源效率低的解决方法开关电源是现代电子设备中非常常见的一种电源类型,其具有体积小、重量轻、效率高的特点。
然而,有时候我们可能会遇到开关电源效率低的问题,这不仅会导致能源浪费,还可能影响设备的稳定性和寿命。
那么,接下来我将详细介绍开关电源效率低的解决方法。
首先,了解开关电源效率低的原因是解决问题的关键。
开关电源效率低的主要原因包括功耗大、损耗多、输出电压波动大。
功耗大主要是因为开关管的导通电阻和开关管与负载之间的传输线的阻抗造成的,损耗多主要是因为开关管开关失真、谐振出现等。
因此,解决开关电源效率低的方法可以从限制功耗、减少损耗、稳定输出电压等方面来着手。
首先,限制功耗是提高开关电源效率的重要方法之一。
可以通过选择合适的电源规格、减小开关电源的额定功率等来限制功耗。
此外,优化开关管结构和材料,减小导通电阻和开关损耗,也是限制功耗的有效手段。
例如,采用具有低导通电阻和低开关损耗的电路元件,如SiC (碳化硅)或GaN (氮化镓)等材料制作的开关管,可以显著降低功耗,提高效率。
其次,减少损耗是提高开关电源效率的另一个重要方法。
损耗主要包括开关损耗和导通损耗。
开关损耗可以通过合理选择开关频率和最小化开关失真来减少。
导通损耗可以通过降低电源输出电压和限制电流波动来减小。
此外,优化开关电源的传输线路,减少阻抗损耗也可以降低导通损耗。
最后,稳定输出电压是提高开关电源效率的关键。
开关电源的输出电压波动会导致效率下降和对负载设备造成损害。
为了稳定输出电压,可以采用反馈控制方法,通过连接反馈电路来实时监测并调节输出电压。
此外,增加电源滤波电容和电感,可以有效提供稳定的输出电压和滤除噪声。
综上所述,开关电源效率低的问题可以通过限制功耗、减少损耗和稳定输出电压等方式来解决。
采用合适的电源规格和元件材料,优化开关电源的结构和设计,以及实施反馈控制,是提高开关电源效率的关键。
通过系统的设计和实施这些方法,我们可以显著提高开关电源的效率,减少能源浪费,同时也能提高设备的性能和寿命。
如何提高开关电源的带载能力的方法
如何提高开关电源的带载能力的方法
开关电源是一种常见的电源设备,它可以将交流电转换为直流电并输出稳定的电压和电流。
但是,在实际应用中,开关电源的带载能力有时会受到限制,导致无法满足设备的需求。
本文将介绍一些提高开关电源带载能力的方法。
1. 更换高功率的开关管和电感器
开关电源中的开关管和电感器是带载能力的关键因素。
如果开关管和电感器的功率较低,则可能无法承受大电流的负载。
因此,更换高功率的开关管和电感器是一种有效的方法。
在更换时,需要确保新器件的参数与原器件相匹配,并合理设计散热装置。
2. 加大滤波电容的容值
开关电源输出端的滤波电容可以减小输出波动和噪声。
适当增加滤波电容的容值可以增强开关电源的稳定性和带载能力。
但是,过大的滤波电容会增大开关电源的启动时间和占用空间,需要根据具体情况进行设计。
3. 优化开关电源的控制电路
开关电源的控制电路可以影响其带载能力。
采用更先进的控制算法和降低开关频率可以减小开关管的开启和关闭损失,提高带载能力。
此外,合理设计控制电路的参数和电路结构也可以提高开关电源的稳定性和抗干扰能力。
4. 提高开关电源的工作温度
开关电源的带载能力受到温度的影响,高温环境下开关电源的带
载能力较低。
因此,提高开关电源的工作温度可以提高其带载能力。
但是,需要确保开关电源的散热装置能够满足高温工作的要求。
综上所述,提高开关电源的带载能力需要从器件选型、电路设计和工作环境等多个方面综合考虑。
在实际应用中,需要根据具体情况进行优化设计,以确保开关电源的可靠性和稳定性。
提升等效电阻功率的方法
提升等效电阻功率的方法
提升等效电阻功率的方法主要有以下几种:
1. 增加电压:电压是电路中电场对单位正电荷的做功,电压越高,电流越大,因此增加电压可以有效提高等效电阻的功率。
2. 减小电阻:电阻是导体对电流的阻碍作用,电阻越小,电流越大,因此减小电阻也可以提高等效电阻的功率。
3. 使用更高效率的电源:电源的效率越高,其输出的功率越大,因此使用更高效率的电源可以有效提高等效电阻的功率。
4. 减少热损失:热损失是电路中电阻损耗的能量,减少热损失可以提高电路的效率,从而提高等效电阻的功率。
5. 优化电路布局和布线:电路布局和布线不合理会导致电路中的电阻增加,从而降低等效电阻的功率。
优化电路布局和布线可以减小电阻,从而提高等效电阻的功率。
需要注意的是,不同电路和设备对等效电阻功率的要求不同,因此在提升等效电阻功率时需要结合实际情况进行考虑。
同时,提升等效电阻功率的方法也需要综合考虑其他因素,如成本、安全性、稳定性等。
工程师分享-如何提高低成本开关电源的效率
工程师分享:如何提高低成本开关电源的效率
低电流开关稳压器IC通常使用达灵顿管作为输出开关。
在这种情况下,电源转换效率可以借由两个便宜的元器件得到提高。
为使之成为可能,芯片上应当有一个针对驱动器晶体管Q1集电极的单独引脚(图1)。
在启动时,D1针对Q1的集电极电流形成一条通路。
此后,D1和C1形成一个电流累加整流器,增加Q1的集电极电压和电流,从而降低闭合开关Q2上的电压降。
图1:为了实现用两个元器件提升电源转换效率,芯片上应有针对驱动
器晶体管Q1集电极的单独引脚。
该电路的另一优点是能在输入电压较低的情况下工作。
由于驱动器集电极上的电压有所上升,电路可支持更宽的输入范围。
C1的值取决于开关频率。
一般情况下,数值范围为47nF~150nF。
根据输入电压和Q1的参数,可能需要使用电阻器R1防止Q2发生硬饱和,或限制Q1的集电极电流。
大多数情况下无需使用该电阻器(即
R1=0Ω)。
本设计实例的一个例证如图2所示,该例证采用了降压配置中广泛使用的MC33063/MC34063。
图2:采用降压配置中广为使用的MC33063/MC34063的一个示例。
当Vin=12V时,上述配置(加载了24Ω电阻)的效率为85%,最低输入电压为7.5V。
在同等条件下,未配备C1和D1且引脚1和8相连的标准电路的效率为78%,最低输入电压为8.2V。
开关电源中的小阻值电阻不容忽视
开关电源中的小阻值电阻不容忽视开关电源有很多的小阻值电阻,数值仅为几欧姆甚至零点几欧姆,维修中有些人贪图省事往往直接短路,短时间看似不影响正常工作,似乎可有可无,其实这种认识和做法是完全错误的,工作中会给设备带来很大隐患。
有人可能要问,为什么这么小的一个电阻要求这么严格?它的作用到底是什么?这就要求我们从原理出发进行分析和理解。
我们知道,在开关电源中,有些开关管源极或射极直接接地,也有些接一个小的电阻作为电流检测,这个电流检测电阻所起的作用并不仅仅是保护作用,而是电流反馈环的一部分,肩负着反馈环取样的关键任务,开关管导通期间在上面的形成的锯齿波电压是作为控制开关管截止的一个基准的比较电压,最终和负载电压取样信号一起控制占空比。
有的脉宽调制(PWM)型开关稳压电源只对输出电压进行采样,实行闭环控制,这种控制方式属电压控制型,是一种单环控制系统。
而电流控制型开关电源是在电压控制型的基础上,增加了电流反馈环,形成双环控制系统,使得开关电源的电压调整率、负载调整率都有所提高,系统的稳定性和动态特性也得以明显改善。
比如典型代表UC3842系列控制芯片,如图所示,端3为电流信号检测传感输入端,在功率开关管的源极串接一个小阻值的取样电阻将脉冲变压器的电流转换成电压送入3脚控制脉宽,(同时,当电流过大,3脚的电压大于1V时,UC3842就停止输出,起到过流保护的功能;)基本原理是:UC3842电流型PWM信号的上升沿由振荡器时钟信号的下降沿决定,而PWM的下降沿则由电感电流的检测信号和来自误差放大器的误差信号共同决定,利用误差放大器和电流测定比较器形成电压闭环,利用电流测定比较器构成电流闭环,在脉宽比较器的输入端直接用流过初级电感电流的信号与误差放大器输出信号进行比较,从而调节驱动信号的占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。
我们再来分析一下开关电源STR-F66**系列的集成块,其中1脚定义为反馈输入/过流保护脚,该引脚是个多功能引脚,作用很大,稳压控制和准谐振测定信号也是通过该引脚。
电阻大小对电路功率消耗的影响
对于高功率电路,可以考虑使 用多个小电阻并联,以降低电 阻值并减少功率消耗。
在选择电阻时,还应考虑电阻 的耐压、耐温、稳定性等因素, 以确保电路的可靠性和安全性。
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汇报人:XX
电阻对功率消耗的 影响
功率消耗的定义:单位时间内 电路消耗的能量
功率消耗的计算公式: P=I^2*R,其中I为电流,R为 电阻
电阻对功率消耗的影响:当电 阻增大时,功率消耗也增大
实际应用中,可以通过选择合 适的电阻值来控制电路的功率 消耗
电阻的定义:电阻是电路中对电 流产生阻碍作用的元件
电阻与功率消耗的关系:电阻越 大,电流在通过电阻时产生的能 量损失越小,即功率消耗越小
电阻大小对电路功率 消耗的影响
汇报人:XX
目录
电阻对电流和电压 的影响
电阻对功率消耗的 影响
电阻对电路效率的 影响ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电阻大小的选择与 优化
电阻对电流和电压 的影响
电阻的定义:电阻是表示导体对电 流阻碍作用的物理量
电阻越大,电流越小:当电阻增大 时,电流会减小
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
欧姆定律:电流与电压和电阻之间 的关系
提高电路效率的方法:选择合适的 电阻、优化电路设计等
电阻的定义:电阻是电路中阻碍电流流动的元件,其大小会影响电路的效率。
电阻对电流的影响:电阻越大,电流通过电阻时产生的热量越多,导致电路效率降低。
电阻对电压的影响:电阻越大,电压降越大,导致电路效率降低。 电阻对功率的影响:电阻越大,电路消耗的功率越大,导致电路效率降低。
实际应用:在电路设计中,通过调 整电阻的大小来控制电流的大小
电阻越大,电流越 小
研究电路中电源电压和电阻对电能转化效率的影响
电源电压和电阻的综合优化建议
01
合理选择电源电压
02
适当调整电阻
根据电路的实际需求和设备规格,合 理选择电源电压,避免过高或过低的 电压导致能量损失或设备损坏。
根据电路中的电流需求和电能转化效 率的要求,适当调整电阻的数值,以 实现最佳的电能转化效果。
03
考虑其他因素
除了电源电压和电阻外,还需要考虑 电路中的其他元件和参数对电能转化 效率的影响,如电容、电感等。通过 综合考虑各种因素,可以实现更高效 的电能转化。
电阻的热效应
电阻在电路中会产生热量,导致电能转化为热能而损失。电阻越大,产生的热量 越多,电能损失也越大,从而降低电能转化效率。
不同电阻值下的实验数据分析
实验数据记录
通过改变电路中的电阻值,记录不同电阻值下的电压、电 流和功率等实验数据。
数据对比分析
将实验数据进行对比分析,观察电阻值变化对电压、电流 和功率的影响。可以发现,随着电阻的增大,电压和电流 逐渐减小,而功率则先增大后减小。
理论分析
运用电路分析方法和数学知识,推导电路 中电源电压和电阻对电能转化效率的影响 公式。
02 电路基础知识
电路的基本组成
电源
提供电能的装置,维持电路中 有持续电流。
负载
将电能转换为其他形式能量的 装置,如电阻、电动机等。
连接导线
连接电源和负载,构成电流通 路。
控制保护装置
如开关、熔断器等,用于控制 电路的工作状态和保护电路安
采用并联或串联方
式
在需要较大电阻值时,可以采用 多个小电阻并联或串联的方式来 实现。这样可以降低单个电阻的 功率损耗,提高电能转化效率。
05 电源电压和电阻的交互作 用
开关电容的转换效率
开关电容的转换效率
开关电容的转换效率是指在开关电容器工作过程中,输入电能向输出电能的转换效率。
具体来说,它表示了电容器在充电和放电过程中损耗的能量与输入能量之间的比例。
开关电容的转换效率可以通过以下公式计算:
转换效率= 输出功率/ 输入功率×100%
其中,输出功率等于电容器输出的能量,输入功率等于电容器输入的能量。
要提高开关电容的转换效率,可以考虑以下几个方面:
1.选择合适的开关频率:选择适当的开关频率可以减小开关过程中的能量损耗,提高转换效率。
2.优化电容器的设计:合理选择电容器的材料、结构和参数,以减小电容器本身的损耗,提高转换效率。
3.降低开关损耗:减小开关器件的导通和截止过程中的损耗,可以提高转换效率。
这可以通过采用高效的开关器件、适当的驱动电路和布局优化来实现。
4.有效地管理能量损耗:通过合理的电容器充放电策略和电压控制方法,最大限度地减小能量损耗,提高转换效率。
需要注意的是,开关电容的转换效率受到多种因素的影响,包括开关器件的特性、电容器的特性、驱动电路的设计等。
因此,在实际应用中,需要综合考虑各个因素,并进行系统级的优化设计,以达到最高的转换效率。
开关电源的启动电阻
最近对启动电阻的印象深刻,特来发个小帖子总结纪念一下.有不同意见的,请指正.图中启动电阻为R1, 注意C1的选取也很重要加大启动电阻的优缺点:加大启动电阻,启动时间要加长.因为达到VCC相同的工作电压,经R给C充电的时间相对更长;同时驱动电流小了,电阻功耗小.但是潜在风险是:运行时间长或者其它干扰可能导致电解电容的漏电流增大,这样它分流更多了,泻放掉了部分启动电阻流过来的电流,控制芯片分担的驱动电流就少了,可能导致VCC电压建立不起来,电源就不能正常启动。
一般VCC端电解电容的漏电流低于3微安.失效的电容,漏电流可能超过100微安.减小启动电阻的优缺点:减小启动电阻,启动时间缩短,但是功耗增加了。
對於開機問題:若啟動電阻選的比較大,為滿足3S啟動,就不得不減小Vcc cap的容值,但減小Vcc cap的容值有個風險,就是滿載開機時Vcc會掉過UVLO點造成Vcc欠壓,進而無法開機。
若是如此,可通過減少輸出rise t ime和提高bias winding匝數的方式得到一些改善。
若是有CC/CV功能的PSR IC,可通過提高CC點來改善開機能力/容性負載開機能力。
對於啟動電阻的選擇:1.考慮耐壓,1206至少要2顆串聯。
2.考慮IC的啟動電流。
3.考慮turn on delay t ime。
4.功耗太小了,就沒必要看了。
對於Vcc cap:1.要用low ESR的2.要關注它的EC Life另外,LED driver一般要求turn on delay time<1S,因為它的啟動有點類似C V mode,所以rise t ime比較短,容易啟動些,所以Vcc cap的要求稍微寬鬆些。
網通類的一般3S以內就可以了。
關於開機,根據我處理過的多款電源的經驗及分析,補充一下,若有不對的地方,請指正:若E-Load設置為CC MODE,有的電源無法滿載開機或無法帶容性負載開機,但如果你給E-load設置一個Von,那麼開機就容易很多,這是因為設置Von后,當輸出電壓爬升到Von點時E-load才開始拉滿載,所以,達到Von 點之前因輸出的最大電流全部給輸出電解電容充電,所以這段時間內輸出電壓爬升的比較快,整個rise time就會縮短,那麼bias winding的電壓建立的也比較快,可以避免Vcc跌過UVLO點。
影响电阻大小因素的实验改进
影响电阻大小因素的实验改进电阻是电学中一个十分重要的参数,其大小会影响电路的稳定性、电流的大小等多个方面。
因此,研究影响电阻大小的因素及其实验改进对于电学领域的发展具有重要意义。
一、影响电阻大小的因素电阻受到以下几个因素的影响:1. 导体材料不同的导体材料对电流的阻力大小不同,某些材料的电阻率很高,如铁磁性材料,而某些材料的电阻率很低,如铜、银等。
2. 材料的长度、横截面积这两个因素会直接影响电流的流动,其阻力与其长度成正比,与其横截面积成反比。
即,长度越长、横截面积越小,则电阻越大。
3. 温度温度也是影响电阻大小的一个因素,一般情况下随着温度上升,电阻会上升,但在某些情况下,电阻会下降,如在铜锌合金中。
4. 环境环境也会影响电阻的大小,如具有某些导电材料的潮湿环境中,电阻会减小,因为这些材料会形成易离子化的环境,电流更容易流动。
二、实验改进方案接下来,考虑如何改进实验,减小误差,提高实验的精确度。
1. 安装温度控制设备温度对电阻的影响非常大,而在实验中,通常无法完全控制温度,导致电阻值出现偏差。
因此,在实验中可以加入温度控制设备,这样可以控制温度的变化,提高实验的精确度。
2. 采用更精确的导体材料在实验中,应尽可能选择更为纯净的材料进行实验。
如铜、银、金等纯度高的材料,它们的电阻率很低,不容易影响实验结果。
3. 排除外部因素的影响在实验室测试电阻时,会受到很多外部因素的影响,如电器的电磁辐射、灯光的影响等,这些因素都会影响实验的结果,因此应该采取措施排除外部因素的干扰。
4. 选用合适的电阻测量方法实验中,根据测量电阻的方法的不同,测量结果也会有所不同。
比如,如果采用四线法操作,就可以减少导线自身的电阻对测量结果的影响,进而提高实验的精度。
总之,影响电阻大小的因素具有多样性,而在实验中,需要考虑如何减小误差,提高实验的准确性。
以上提出的实验改进方案仅是其中的一部分,其他的改进措施也可以根据实际情况逐步采用,以使实验更为科学、准确。
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如何提高开关电源效率电阻的大小会有何影响
课程介绍本课程主要讲的是自举电容首次充电电路的分析和搭建。
上节课我们讲到了MOS管前的这个电阻,当一个12V的电压过来充电的话,电阻两端就会有一个18V的压降。
如果这个压降比较大,而电阻阻值比较小的话,那么这个电阻的功率就会特别的大。
电阻功率一大就容易发热,不符合我们低功耗设计的一个规范和需求,同时开关电源整个的效率都被大大降低了。
要使得开关电源效率很高,那么电路中每个点的功耗都不能太大,所以这里消耗了这么大的电流是不行的。
因此我们要把该电阻加的特别大,而加到多少比较合适呢?理论上来说是越大越合适,因为流过电阻的电流变小了,我们的设计方向就是这个电流越小越好。
但是如果电阻上了MΩ级,30V通过这个电阻对电容进行充电,充电的时间就特别长。
我们希望的Buck电路启动时间不会太长。
电容的经验充电电流一般都是1-2mA的电流,这样充到10V的时间比较快,所以这个电阻取20KΩ是比较合适的。
学习获得:
通过这个课程你可以:
掌握开关电源电感计算;
学会前级驱动电路的设计与分析;
了解自举电容自举电容首次充电电路的分析和搭建,分析电路不足并引出电流环和电压环;
电路的调试;
适宜学习人群:
1、如果你还是学生,正厌倦于枯燥的课堂理论课程,想得到电子技术研发的实战经验;
2、如果你即将毕业或已经毕业,想积累一些设计研发经验凭此在激烈竞争的就业大军中脱颖而出,找到一份属于自己理想的高薪工作;
3、如果你已经工作,却苦恼于技能提升缓慢,在公司得不到加薪和快速升迁;
4、如果你厌倦于当前所从事的工作,想快速成为一名电子研发工程师从事令人羡慕的研。