零电压过渡PWM软开关电路的损耗计算
一种PWM软开关变流器实现及损耗分析
机传动 。
ＰＷ Ｍ Ｓ ｏ ｆ ｔ Ｓｗｉ ｔ ｃ ｈ Ｉ ｎｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｌｏ ｓ ｓ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
Ｕ Ｘ ｉ ａ ｏ ｆ ｅ ｎ ｇ
（ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ １ ３ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｚ ｅ ｒ ｏ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ（ Ｚ Ｃ Ｔ ）ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｚ ｅ ｒ ｏ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｂ ｙ
开关条件。辅助 电路的引入不会对主电路的控制算法产生影 响， 使得传统 Ｐ ＷＭ控制策略 能够直接应用在软开关变流器上。在分析 Ｚ Ｃ Ｔ软开关工作原理的基础上， 引入的辅助电路 损耗小于减少的开关损耗 ， Ｚ Ｃ Ｔ技术提高变流器 的整机效率。通过一台 ５ ０ ０ ｋ Ｖ Ａ三相 Ｚ Ｃ Ｔ 软开关 Ｐ Ｗ Ｍ 软开关变流器互馈试验平台， 完成了功率 、 软开关试验及不同谐振参数下的效 许 晓峰 （ １ ９ ６ ０ 一） ， 男， 教授 ， 博 士生导
ａ ｃ ｈｉ ｅ ｖ ｅ ｄ，ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｎｔ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙｓ ｉ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎｖ ｅ ｔｅ研 究 方 向 为 电
移相全桥零电压PWM软开关电路的研究
略大于开关管自身的寄生电容可减小管子之间的差
异。 实际中，可根据实验波形对其进行调整。 计算得
Llk=7.2 μH，实际取10～20 μH。 由于 要 兼 顾 轻 载 和 重 载，同 时 电 感 在 超 前 臂 谐 振 和 续 流 时 有 能 量 损 失 ，故
实际中取值较计算值略大为宜。
5 整机最大占空比合理性计算
第 43 卷第 1 期 2009 年 1 月
电力电子技术 Power Electronics
移相全桥零电压 PWM 软开关电路的研究
胡红林， 李春华， 邵 波 （黑龙江科技学院， 黑龙江 哈尔滨 150027）
Vol.43 No.1 January，2009
摘要:介绍了移相全桥零电压 PWM 软开关电路的组成及工作原理，从时域上详细分析了软开关的工作过程，阐述了
在开关电源中具有谐振开关和 PWM 控制特点 的移相全桥零 电 压 PWM 变 换 器 得 到 了 广 泛 应 用 ， 该 类 变 换 器 实 现 了 零 电 压 开 关 （ZVS），减 小 了 开 关 损耗，提高了电源系统的稳定性。 同时，电源可在较 高的开关频率下工作，因而大大减小了无源器件的 体积。 但移相全桥 ZVS 电路存在对谐振电感和电容 的合理选择及占空比丢失的问题，这就要求 ZVS 软 开关有一个合理的最大占空比。
实现 VQ1 零电压关断需要有：
uC1=
iCb 2C1
td1=
is 2nC1
td1≥Uin
（6）
式中：td1 为 VQ1，VQ3 死区时间；n 为变比。
要在全范围内实现超前臂的零电压开通， 必须
以 最 小 输 出 电 流 Iomin 和 最 大 输 入 电 压 Uinmax 来 选 取 C1，C3，即 C1=C3≤Iomintd1/（2nUinmax）。 4.2 串联电感的取值及滞后臂并联电容的选取
Boost PFC电路中开关器件的损耗分析与计算
!""#$ %&’ 电路中开关器件的损耗分析与计算
曹建安，裴云庆，王兆安
（西安交通大学，陕西 西安 :"##;<） 摘要：根据开关器件的物理模型， 分析了开关器件在 =-->3 电路中的损耗， 并计算了 =-->3 ?@A 和 给出了开关器件的功耗分布。最后对一台 DE@ 的 =-->3 型 ?BC 整 ?BC 两种不同电路的开关损耗， 流电源进行了优化设计。 关键词：功率因数校正；功率损耗
（E）
受较高的开通电压， 经过 ! 0/ 之后， 二极管的导通压 降恢复到其正常的正向压降。因此， 快恢复二极管 的开通损耗 " ;< 可以表述为： " ;< = 式 （>） 中：# & !D>D! > （ % "? @ % " ） ・ ! 0/ # ・ $"・ ! & — A;B"C5 开关频率 （>）
作者简介： 曹建安 （"<:"G） ， 男， 陕西籍， 博士生， 主攻 ICJIC 变换器、 功率因数校正、 软开关技术的研究。 ICJ$C 逆变器、
E!
电工电能新技术 式中：$ F （GH） — 二极管电流的平均值 $F （?AB） — 二极管电流的有效值
第 !> 卷
但当 J"& 整流 虽然 & F 一般只有几毫欧到几十毫欧， 电源输出较大功率的时候， & F 的影响还是比较大。 !D>D4 快恢复二极管关断损耗 " ;"" 快恢复二极管的关断损耗是由二极管的反向恢 复电流造成的损耗。根据图 ! 二极管关断时的电压
查阅该二极管的特性可知， 当 （ I . 3 :I ) ） 7， !% 为 *RRE: ! 查二极管 ) 3& 为 /*R=7， F"1 为 /4F。在 $" ’ ,,V*E 时， 二极 正向电流和管压降的关系可以得出 ( " ’ /V4F； 管正 向 电 流 的 有 效 值 & 0 （12#）$ /V(( & 0 （EF） ’ //VS*E （系数 /V(( 为方波的波形系数） ； 式 （ S） 中二极管的 反向恢复电流 & 0 （ I . 3 :I ) ） （12）可以通过查 & 0 （12）和 !"" 的关系得到： &0 （12） ’ /DE。当二极管工作在 /RR\ 时， 温度系数 ’ 3 ’ /V/。于是， 由式 （ (） 可以得到快 恢复二极管的总损耗为： ! 0 ’ ! !% . ! -!% . ! !""
MOS开关损耗计算
MOS开关损耗计算MOSFET开关损耗1、开通过程中MOSFET开关损耗功率MOSFET的栅极电荷特性如图1所示。
值得注意的是：下面的开通过程对应着BUCK变换器上管的开通状态，对于下管是0电压开通，因此开关损耗很小，可以忽略不计。
图1：MOSFET开关过程中栅极电荷特性开通过程中，从t0时刻起，栅源极间电容开始充电，栅电压开始上升，栅极电压为：其中：，VGS为PWM栅极驱动器的输出电压，Ron为PWM栅极驱动器内部串联导通电阻，Ciss为MOSFET输入电容，Rg为MOSFET的栅极电阻。
VGS电压从0增加到开启阈值电压VTH前，漏极没有电流流过，时间t1为：VGS电压从VTH增加到米勒平台电压VGP的时间t2为：VGS处于米勒平台的时间t3为：t3也可以用下面公式计算：注意到了米勒平台后，漏极电流达到系统最大电流ID，就保持在电路决定的恒定最大值ID，漏极电压开始下降，MOSFET固有的转移特性使栅极电压和漏极电流保持比例的关系，漏极电流恒定，因此栅极电压也保持恒定，这样栅极电压不变，栅源极间的电容不再流过电流，驱动的电流全部流过米勒电容。
过了米勒平台后，MOSFET完全导通，栅极电压和漏极电流不再受转移特性的约束，就继续地增大，直到等于驱动电路的电源的电压。
MOSFET开通损耗主要发生在t2和t3时间段。
下面以一个具体的实例计算。
输入电压12V，输出电压3.3V/6A，开关频率350kHz，PWM栅极驱动器电压为5V，导通电阻1.5Ω，关断的下拉电阻为0.5Ω，所用的MOSFET为AO4468。
具体参数为：Ciss=955pF，Coss=145pF，Crss=112pF，Rg=0.5Ω；当VGS=4.5V，Qg=9nC；当VGS=10V，Qg=17nC，Qgd=4.7nC，Qgs=3.4nC；当VGS=5V且ID=11.6A，跨导gFS=19S；当VDS=VGS且ID=250μA，VTH=2V；当VGS=4.5V且ID=10A，RDS(ON)=17.4mΩ。
开关损耗及软开关技术
开关损耗及软开关技术概述本文简单介绍了开关电路的常见形式，讲述了开关电路开通和截止的过程以及开关损耗产生的原因。
最后介绍了减少开关损耗的办法—软开关技术。
开关电路简介开关是我们经常碰到的一种物品，如电灯的开关，电源的开关，电闸，继电器等。
现代电子电路中也经常会使用到开关电路。
只不过在电子电路中的开关与上面所提到的机械方式的开关不同,电子电路中的开关一般利用晶体管或场效应管的导通截止特性构成。
开关电路经常出现在电源，功率放大器，电机伺服，音视频切换等电路中。
下面举两个例子开关电源中的开关管(Q)D 类音频功率放大器中的开关管(M1,M2)从上面两个例子可以看出在功率电子电路中是用的开关电路有以下两个特点1、 开关管的负载都是感性负载(开关电源电路中的f L 和音频功放中的1L )2、 都有相应的续流二极管(如开关电源电路中的D)*在音频功放中的续流二极管实际上是功率场效应管的体二极管。
开关电路的开关过程及开关损耗以开关电源电路中的开关电路为例介绍一下开关的过程。
在这里假定电感f L 较大所以在开关过程中流过电感的电流可以近似认为没有变化。
开通过程下图描述了开关管开通时电压电流的关系，其中CE V 指得是开关管Q 发射极和集电极之间的电压，对场效应管就是源极(S)和漏极(D)之间的电压。
L I 是关断前电感流过的电流。
在0t 时刻开关管Q 开始流过电流，开关管逐渐开通。
在10~t t 时刻流过开关管Q 的电流逐渐增大，同时流过二极管D 的电流逐渐减小。
在此时刻Q 一直工作在放大状态，即流过开关管的电流的大小是由流过基极的电流大小决定的。
在1t 时刻开关管Q 流过了所有的L I ，这时流过二极管的电流为零。
但是由于二极管反向恢复时间的原因，二极管不会立即进入截止状态，而是要继续保持一段时间的导通。
在21~t t 时刻流过开关管的电流继续增大，Q 还是工作在放大状态。
二极管处于反向恢复期流过反向的电流。
开关损耗计算公式
开关损耗计算公式开关损耗是指在电路中的开关器件（如开关管、继电器等）工作时产生的能量损耗。
在实际应用中，减少开关损耗可以提高设备的效率和可靠性，节约能源并延长器件的使用寿命。
本文将介绍开关损耗的计算公式及其相关内容。
一、什么是开关损耗开关损耗是指开关管等开关器件在开关过程中产生的能量损耗。
开关器件通常由导通和关断两个阶段组成，这两个阶段中都会有能量损耗。
导通时，开关管的导通电阻会产生电压降，从而产生导通损耗；关断时，开关管的关断电流会产生关断损耗。
因此，开关损耗是由导通损耗和关断损耗两部分组成的。
二、开关损耗计算公式开关损耗的计算公式可以用如下的等效公式表示：P_loss = P_cond + P_sw其中，P_loss表示总的开关损耗，P_cond表示导通损耗，P_sw表示关断损耗。
1. 导通损耗计算公式导通损耗是指开关管在导通状态下的能量损耗，可以通过以下公式进行计算：P_cond = V_f × I × (1-D)其中，V_f表示开关管的导通电压降，I表示开关管的导通电流，D 表示开关管的占空比。
2. 关断损耗计算公式关断损耗是指开关管在关断状态下的能量损耗，可以通过以下公式进行计算：P_sw = V_r × I × D其中，V_r表示开关管的关断电压，I表示开关管的关断电流，D表示开关管的占空比。
三、开关损耗的影响因素开关损耗的大小受多种因素的影响，下面列举了几个主要的影响因素：1. 开关频率：开关频率越高，开关损耗越大。
2. 开关管的导通电压降和关断电压：电压降越大，开关损耗越大。
3. 开关管的导通电流和关断电流：电流越大，开关损耗越大。
4. 开关管的占空比：占空比越大，开关损耗越大。
四、如何降低开关损耗为了降低开关损耗，可以采取以下措施：1. 选择低导通电压降和关断电压的开关管。
2. 降低开关频率。
3. 减小导通电流和关断电流。
4. 控制好开关管的占空比。
开关器件开关过程损耗计算公式
开关器件开关过程损耗计算公式开关器件开关过程损耗计算公式是电力电子学中的重要内容，它是评估开关器件性能的关键指标之一。
下面是相关的公式和计算方法。
1. 理想开关器件的损耗计算公式理想开关器件的损耗只有导通损耗和关断损耗两种，可以用下面的公式计算：$P_{SW} = V_{DS} \cdot I_D \cdot (t_{on} + t_{off}) \cdot f_{SW}$其中，$P_{SW}$ 是开关器件的总损耗，$V_{DS}$ 是开关器件的漏电压降，$I_D$ 是开关器件的平均导通电流，$t_{on}$ 是开关器件的导通时间，$t_{off}$ 是开关器件的关断时间，$f_{SW}$ 是开关器件的开关频率。
2. 实际开关器件的损耗计算公式实际开关器件的损耗比理想开关器件要复杂，因为实际开关器件存在许多非理想因素，比如开关器件的内部电阻、电感、电容等等。
因此，实际开关器件的损耗可以分为导通损耗、关断损耗、开关过渡损耗和反向恢复损耗四种，可以用下面的公式计算：$P_{SW} = P_{con} + P_{dis} + P_{tr} + P_{rr}$其中，$P_{con}$ 是导通损耗，可以用下面的公式计算：$P_{con} = V_{DS} \cdot I_D \cdot t_{on} \cdot f_{SW}$$P_{dis}$ 是关断损耗，可以用下面的公式计算：$P_{dis} = V_{DS} \cdot I_D \cdot t_{off} \cdot f_{SW}$$P_{tr}$ 是开关过渡损耗，可以用下面的公式计算：$P_{tr} = \frac{1}{2} \cdot V_{DS} \cdot I_D \cdot (t_{r} + t_{f}) \cdot f_{SW}$$P_{rr}$ 是反向恢复损耗，可以用下面的公式计算：$P_{rr} = V_{RR} \cdot I_{RR} \cdot f_{SW}$其中，$t_{r}$ 和$t_{f}$ 分别是开关器件的上升时间和下降时间，$V_{RR}$ 和$I_{RR}$ 分别是开关器件的反向恢复电压和反向恢复电流。
开关损耗及软开关技术
开关损耗及软开关技术概述本文简单介绍了开关电路的常见形式，讲述了开关电路开通和截止的过程以及开关损耗产生的原因。
最后介绍了减少开关损耗的办法—软开关技术。
开关电路简介开关是我们经常碰到的一种物品，如电灯的开关，电源的开关，电闸，继电器等。
现代电子电路中也经常会使用到开关电路。
只不过在电子电路中的开关与上面所提到的机械方式的开关不同,电子电路中的开关一般利用晶体管或场效应管的导通截止特性构成。
开关电路经常出现在电源，功率放大器，电机伺服，音视频切换等电路中。
下面举两个例子开关电源中的开关管(Q)D 类音频功率放大器中的开关管(M1,M2)从上面两个例子可以看出在功率电子电路中是用的开关电路有以下两个特点1、 开关管的负载都是感性负载(开关电源电路中的f L 和音频功放中的1L )2、 都有相应的续流二极管(如开关电源电路中的D)*在音频功放中的续流二极管实际上是功率场效应管的体二极管。
开关电路的开关过程及开关损耗以开关电源电路中的开关电路为例介绍一下开关的过程。
在这里假定电感f L 较大所以在开关过程中流过电感的电流可以近似认为没有变化。
开通过程下图描述了开关管开通时电压电流的关系，其中CE V 指得是开关管Q 发射极和集电极之间的电压，对场效应管就是源极(S)和漏极(D)之间的电压。
L I 是关断前电感流过的电流。
在0t 时刻开关管Q 开始流过电流，开关管逐渐开通。
在10~t t 时刻流过开关管Q 的电流逐渐增大，同时流过二极管D 的电流逐渐减小。
在此时刻Q 一直工作在放大状态，即流过开关管的电流的大小是由流过基极的电流大小决定的。
在1t 时刻开关管Q 流过了所有的L I ，这时流过二极管的电流为零。
但是由于二极管反向恢复时间的原因，二极管不会立即进入截止状态，而是要继续保持一段时间的导通。
在21~t t 时刻流过开关管的电流继续增大，Q 还是工作在放大状态。
二极管处于反向恢复期流过反向的电流。
开关损耗计算公式
开关损耗计算公式1.开关损耗的概念开关电源作为一种常见的电源类型，其在使用过程中会伴随着损耗。
而其中重要的一种就是开关损耗，这种损耗是由于开关管在反复进行开关过程中，会产生电感、电容、二极管等等的反向电流，从而产生能量损耗，这些损耗就是开关损耗。
2.开关损耗的分类开关损耗可分为导通损耗和开关损耗两种。
导通损耗是指开关管导通时的损耗，其大小取决于开关管的导通电阻及电源电压；而开关损耗是指开关管有明显的反向阻抗及电子载流子的迁移，从而在反向断路时产生的损耗，其大小取决于开关管的开关频率及负载电容。
3.开关损耗的计算公式开关损耗的计算公式为：Psw=0.5fvho*(Eon+Eoff)*Iload其中，Psw代表开关损耗功率，f为开关频率，vho为开关管输出电压幅值，Eon为开管损失，Eoff为关管损失，Iload为负载电流。
4.各项参数的解释开关损耗公式中的各项参数解释如下：（1）fvho：开关管输出电压幅值，由于开关管导通时，肯定有较小的电压掉电，因此这里要用输出电压的幅值来计算。
（2）Eon：开关管开启损耗，是指开关管在导通时产生的损耗，由于导通阻抗的存在，电流只能通过少量的电阻降，因此产生一定的损耗。
（3）Eoff：开关管关闭损耗，是指开关管在关断时产生的损耗，因为关断过程中会出现电容放电、电感储能等现象，所以会产生相应的能量损耗。
（4）Iload：负载电流，开关管所控制的负载电流，与电路中电阻和电容等元器件有关。
5.开关损耗的影响因素（1）开关频率：开关频率越高，开关管的损耗就越大，这是由于开关管在高频率下会出现更多的反向电流。
（2）开关管特性：开关管的导通阻抗、关断速度等特性，都会对开关损耗产生影响。
（3）电源电压：电源电压高，开关损耗也会随之增大。
6.如何降低开关损耗为了降低开关损耗，可以从以下几个方面入手：（1）选择适合的开关管型号，如IGBT、MOS、SBD等，根据具体场合，选用性价比高的产品。
开关电源损耗计算方法
开关电源损耗计算方法开关电源是现代电子设备中常见的一种电源转换装置，其工作原理主要是通过控制开关的通断来调节输出电压。
然而，在开关电源的工作过程中，不可避免地会产生一定的损耗，这些损耗会影响电源的效率和稳定性。
因此，如何计算和降低开关电源的损耗，成为电源设计中的重要问题。
本文将详细探讨开关电源损耗的计算方法。
一、开关电源的基本结构与工作原理开关电源主要包括输入整流滤波电路、功率开关管、变压器、输出整流滤波电路等部分。
工作时，通过控制功率开关管的通断，使得变压器初级线圈上的电流发生变化，进而改变次级线圈上的感应电动势，从而实现电压的变换。
在这个过程中，功率开关管、变压器以及其他元器件都会产生损耗。
二、开关电源的主要损耗类型1. 开关损耗：这是由于功率开关管在导通和截止过程中产生的损耗，主要包括开通损耗和关断损耗。
2. 导通损耗：当功率开关管处于导通状态时，其内部电阻会消耗一部分能量，形成导通损耗。
3. 变压器损耗：包括磁滞损耗、涡流损耗和铜损。
磁滞损耗是由磁性材料的磁滞特性引起的；涡流损耗是由于交变磁场在导体中产生的涡流所消耗的能量；铜损是由于电流通过变压器绕组产生的热量。
4. 整流损耗：这是由整流二极管在反向恢复期间产生的损耗。
5. 其他损耗：如驱动电路的损耗、电容的ESR损耗等。
三、开关电源损耗的计算方法1. 开关损耗的计算：开关损耗主要取决于开关频率、开关速度和电压、电流的变化率。
通常采用SPICE仿真软件进行计算。
2. 导通损耗的计算：导通损耗等于导通电流与导通电阻的乘积。
3. 变压器损耗的计算：磁滞损耗和涡流损耗可以使用B-H曲线和E-J曲线进行计算，铜损则等于电流的平方与电阻的乘积。
4. 整流损耗的计算：整流损耗等于二极管的正向压降与电流的乘积。
5. 其他损耗的计算：需要根据具体的电路参数进行计算。
四、降低开关电源损耗的方法1. 选择低导通电阻的开关管，以降低导通损耗。
2. 提高开关频率，减小变压器的体积和重量，但可能会增加开关损耗。
开关电源检修及损耗计算知识总结
开关电源检修及损耗计算知识总结开关电源检修的方法1．假负载法在维修开关电源时，为区分故障出在负载电路还是电源本身，经常需要断开主负载，并在开关电源主电压输出端加上假负载进行试机，如图4-1所示。
之所以要接假负载，是因为开关管在截止期间，储存在开关变压器一次绕组的能量要向二次侧释放，如果不接假负载，则开关变压器储存的能量无处释放，极易导致开关管击穿损坏。
关于假负载，应根据开关电源的输出电压（或功率）的大小进行选择，一般而言，若输出电压在100V以上，应选择40～100W的灯泡或300Q 左右的大功率电阻做假负载；若输出电压在30V以下，可选择汽车／摩托车上用的灯泡或600Ω～lkΩ大功率电阻做假负载。
另外需要说明的是，有些电子产品，其开关电源的直流电压输出端通过一个电阻接地，相当于接了一个假负载，因此，对于这种结构的开关电源，维修时不需要再接假负载。
2．短路法并联型开关电源一般采用带光电耦合器的直接取样稳压控制电路，当输出电压高时，可采用短路法来区分故障范围。
短路检修法的过程是：先短路光电耦合器的光敏接收管的两脚，相当于减小了光敏接收管的内阻，测主电压仍未变化，则说明故障在光电耦合器之后（开关变压器的一次电路一侧）。
反之，故障在光电耦合器之前的电路。
需要说明的是，短路法应在熟悉电路的基础上有针对性地进行，不能盲目短路，以免将故障扩大。
另外，从检修的安全角度考虑，短路之前，应断开负载电路。
3．串联灯泡法所谓串联灯泡法，就是取掉输入回路的保险丝（熔断器），用一个60W/220V的灯泡串在保险丝两端。
当通入交流电后，如灯泡很亮，则说明电路有短路现象。
由于灯泡有一定的阻值，如60W/220V的灯泡，其阻值约为500Ω（指热阻），所以起到一定的限流作用。
这样，一方面能直观地通过灯泡的明亮度来大致判断电路的故障；另一方面，由于灯泡的限流作用，不至于立即使已有短路的电路烧坏元器件。
直至排除短路故障后，灯泡的亮度自然会变暗，最后再去掉灯泡，换上保险丝。
功率损耗的计算公式
功率损耗的计算公式在我们的日常生活和学习中，经常会接触到各种各样的物理概念和公式。
今天咱们就来好好唠唠“功率损耗的计算公式”。
功率损耗啊，这可是个在电学里相当重要的知识点。
咱们先从最基础的说起，功率损耗通常可以用公式 P 损 = I²R 来表示。
这里的“P 损”就是功率损耗，“I”代表电流，“R”呢则表示电阻。
我记得之前有一次，我家里的电灯泡突然变得特别暗。
我就很好奇这到底是咋回事，难道是电路出问题了？于是我拿起工具，开始自己捣鼓。
经过一番检查，我发现是电线老化，电阻变大了。
按照功率损耗的公式，电阻增大，在电流不变的情况下，功率损耗也就跟着增大了。
那咱们再深入一点说，这个公式是怎么来的呢？其实它是由电功率的公式推导出来的。
电功率 P = UI，而在纯电阻电路中，U = IR，把 U = IR 代入 P = UI 中，就得到了 P = I²R 。
这一步步的推导，就像是解开一个神秘的谜题，每一步都充满了探索的乐趣。
在实际应用中，比如在输电线路中，由于电线本身存在电阻，电流在传输过程中就会产生功率损耗。
为了减少这种损耗，工程师们可是想尽了办法。
他们会尽量增大输电电压，因为在输送功率一定的情况下，电压越高，电流就越小，根据功率损耗的公式，电流越小，功率损耗也就越小。
还有啊，在我们使用各种电器的时候，也能用到这个公式。
比如说电暖器，它里面的电阻丝电阻比较大，通电的时候就会产生较多的功率损耗，从而转化为热能，让我们能感受到温暖。
咱们再来说说做题的时候。
假如给你一个电路，告诉你电流是 5 安培，电阻是 10 欧姆，让你算功率损耗。
那这时候你就可以直接把数字代入公式 P 损 = I²R 中，也就是 5²×10 = 250 瓦特，这就是功率损耗啦。
总之，功率损耗的计算公式虽然看起来简单，但它的应用却非常广泛。
无论是在我们的日常生活中，还是在高科技的领域里，都离不开它。
开关器件开关过程损耗计算公式
开关器件开关过程损耗计算公式开关器件是电路中常用的元件，用于控制电流的通断。
在开关过程中，由于器件内部存在一定的电阻和电容，会产生一定的损耗。
开关过程损耗的计算公式如下：损耗 = 0.5 * C * U^2 * (1 - cos(2π * f * t))其中，C为开关器件的等效电容，U为开关器件的电压，f为开关频率，t为开关时间。
开关过程损耗主要包括导通损耗和关断损耗。
导通损耗是指在开关器件导通时，由于内部电阻产生的功耗。
关断损耗是指在开关器件关断时，由于内部电容放电产生的功耗。
在导通过程中，开关器件的电压为正，电流流经器件内部的导通电阻，产生导通损耗。
导通损耗与电压的平方成正比，与导通时间成正比。
因此，当电压或导通时间增大时，导通损耗也会增大。
在关断过程中，开关器件的电压为负，内部电容需要放电。
由于放电过程中存在电流，会产生关断损耗。
关断损耗与电压的平方成正比，与关断时间成正比。
因此，当电压或关断时间增大时，关断损耗也会增大。
通过以上公式，我们可以计算出开关过程的损耗。
在实际应用中，为了减小损耗，可以采取以下措施：1. 选择合适的开关器件。
不同类型的开关器件有不同的导通电阻和关断电容，选择合适的器件可以降低损耗。
2. 降低开关频率。
开关频率越高，导通和关断的次数越多，损耗也越大。
因此，降低开关频率可以减小损耗。
3. 控制开关时间。
合理控制开关时间可以减小损耗。
过长的开关时间会增加导通和关断的时间，导致损耗增加。
4. 优化电路设计。
合理布局和连接电路可以降低导线的电阻和电感，减小损耗。
开关过程损耗是开关器件在导通和关断过程中产生的功耗。
通过合理选择器件、降低频率、控制时间和优化电路设计，可以减小损耗，提高电路效率。
在实际应用中，需要根据具体情况进行计算和优化，以实现更好的性能和节能效果。
Boost+PFC电路中开关器件的损耗分析与计算
件的工作状态，其功率损耗的计算结果误差
ｒｌ
也就比较大了。因此．作者对以如图１所示
一Ｌ
—Ｌ
Ｄ
的Ｂｏｏｓｔ ＰＦＣ电路为主电路的一台３ｋＷ的ＰＦＣ
整流电源进行了损耗分析和计算，并得出和 ＶＡｃ
实际比较接近的结论。
Ｂ
图ｌ中，ｖ．，为交流电网电压．Ｂ为整流 桥，Ｌ为升压电感，Ｑ为ＭＯＳＦＥＴ开关管，
一一 一Ｌ
作者： 作者单位：
曹建安， 王兆安 西安交通大学
本文链接：/Conference_179199.aspx
流在造成二极管本身损耗的同时，也增大了开关管Ｑ的开通损耗，其增大的部分等于二极
管的Ｐ。，。开关管的开通电压电流波形如图６所示，‰为电网输入电流，其大小等于电感
电流五．郎有ｈ＝后＝厶，Ｋ为开差管Ｑ的饱和压降。由于开关管Ｑ的输出电容是和其漏
源之间电压比的平方根成正比．即：
｝ｒ，
４
Ｃｏｓｓｏｃ，ｆ三一。由此可得ｃｒ＿｛ｃ∞
１．Ｄｎ：堕：—／６ｕｓｉｎ（２ｚ（ｎ—＋１）Ｔｏ／Ｔ） 频率下的占空比为口，。当Ｍ．导通．占空比为Ｄ．时，由于电感中的电流不能突变．则开关
管流过的电流为Ｄ。·五，同样，快恢复二极管流过的电流为（１－研）五，其中
（７）
％
％
蛔＝摧幽魁掣 式中：圪。——电网电压瞬时值
所以快恢复二极管的平均电流。１‘Ｍ＂和有效值Ｌ删册分别为
之后，二极管的导通压降恢复到其正常的正向压降。因此，快恢复＝极管的开通损耗Ｐ。ｖ
可以表达为：
ｌ
ＪＤＷ＝二尼－／ｅ－（儿Ｒ一阡）－加
（１）
２
式（１）中：ｆ——ＰＦｃ开关频率
ｋ基ｋ奠
１ ３３
Ｐｏ”＝圭·斥·如ｔ肼，－厨·非·圭－ｈ
开关损耗计算公式
开关损耗计算公式开关损耗是指在电子开关工作过程中，由于开关元件的导通和截止引起的能量损耗。
准确计算开关损耗对于电子设备的设计和性能评估非常重要。
下面将介绍开关损耗的计算公式及其相关内容。
一、开关损耗的定义和意义开关损耗是指在开关元件（如晶体管、功率MOSFET等）导通和截止的过程中产生的能量损耗。
这些能量损耗会以热量的形式释放出来，使得开关元件温度升高，同时也影响整个电子系统的性能和稳定性。
准确计算开关损耗可以帮助工程师评估开关元件的工作状态、热管理需求以及系统的效率。
同时，合理降低开关损耗可以提高设备的工作效率，延长元件的寿命，降低能源消耗。
二、开关损耗的计算公式开关损耗的计算公式可以根据开关元件的导通和截止过程来推导。
以下是常用的两个公式。
1. 开关元件导通损耗的计算公式：P_con = V_CE × I_C × t_on其中，P_con代表开关元件导通损耗，V_CE代表开关元件导通时的电压降，I_C代表开关元件导通时的电流，t_on代表开关元件导通的时间。
2. 开关元件截止损耗的计算公式：P_off = V_CE × I_C × t_off其中，P_off代表开关元件截止损耗，V_CE代表开关元件截止时的电压降，I_C代表开关元件截止时的电流，t_off代表开关元件截止的时间。
三、开关损耗的影响因素开关损耗的大小受到多个因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 开关频率：开关频率越高，开关损耗越大。
因为开关元件在每个开关周期内需要进行多次导通和截止，从而产生更多的能量损耗。
2. 开关电压和电流：开关元件导通时的电压和电流越大，开关损耗越大。
3. 开关时间：开关元件导通和截止的时间越长，开关损耗越大。
4. 开关元件的材料和结构：不同材料和结构的开关元件具有不同的导通和截止特性，从而影响开关损耗的大小。
四、减小开关损耗的方法为了减小开关损耗，可以采取以下几种方法：1. 选择合适的开关元件：根据具体应用需求选择合适的开关元件，包括导通电压和电流的要求，以及开关频率等参数。
浅论MOSFET的损耗及软开关
浅论MOSFET的损耗及软开关dog72MOSFET等效模型损耗分析导通损耗主要是Rdson上的有效电流产生的损耗，无需多言。
主要分析的是MOS开通和关断造成的损耗。
驱动损耗驱动损耗是栅极对结电容Cgs+Cgd充放电所造成的能量损失，主要和驱动电压的平方成正比，与频率和电容量成正比。
漏极电荷损耗漏极电压存储在Cgd+Cds上的电荷，会在MOS开关时不断的充放电，造成能量损失。
这部分与驱动损耗类似，只是电压为漏极电压的平方。
开通损耗开通损耗主要是因为在开通的过程中漏极因结电容的影响电压不能突变。
这样，开通损耗=0Ton ds d V I ⋅⎰。
假如电路为漏极接电感的Boost 拓扑，考虑最坏情况此处损耗功率为输出电压与电感最大电流的乘积的二分之一。
由于，开通损耗是存在于每个周期的，所以随着开关频率的提高，开通损耗线性增长。
关断损耗关断损耗产生的原因，主要是功率电感上电流不能突变，因而当MOS 关断时造成漏极电压突变（考虑漏极结电容的影响，电压并不会突变，但在大电流模式下因结电容很小所以可以近似为突变）。
与开通损耗类似的，最坏情况损耗功率为输出电压与电感最大电流的乘积的二分之一。
开关损耗开通损耗与关断损耗的和为MOS 的开关损耗，从0Ton ds d V I ⋅⎰可以得出三种方法可以降低开关损耗：1、 提高开关速度2、 开关动作时，使得漏极电压为零（或很低）3、 开关动作时，使得漏极电流为零（或很低） MOSFET 误导通和击穿MOS 的误导通和击穿会造成很大的损耗甚至损坏电路，所以有必要讨论一下。
根据MOS 等效模型，MOS 在关断的情况下有两种可能被强制开通：1、 当漏极出现很强的电压变化率时（即dv/dt 很大），等效网络“Rds-Cgd-Rg-Cgs-驱动内阻”内会产生很高的电流，如果Rg+驱动内阻足够大，则很有可能导致Cgs 上的电压瞬间超过开通门限，导致MOS 误导通2、 与上同样的dv/dt ，会在等效网络“Rds-Cds-Rb ”内产生很高的电流，如果这个电流在Rb 上的电压超过寄生BJT 的导通电压，则会导致BJT 导通形成击穿。
开关电源损耗计算方法
开关电源损耗计算方法
开关电源损耗计算方法是指用于计算开关电源中各种元件和电路的损耗的方法。
开关电源在工作过程中，由于元件和电路的阻抗，会产生能量损耗，这些损耗主要表现在开关管的导通损耗、二极管的正向损耗、电容的损耗以及变压器和线圈的损耗等方面。
对于开关管导通损耗的计算，通常采用开关管导通电阻和电流的乘积来计算。
公式为：功耗= 电流²×导通电阻。
其中，导通电阻指的是开关管导通时电阻的大小，通常比较小。
二极管正向损耗的计算则使用电流和正向压降的乘积进行。
公式为：功耗= 电流×正向压降。
正向压降是指二极管正向导通时的压降大小。
电容的损耗则用1/2×电容×电压²×频率×损耗角正切值来计算。
公式为：功耗= 1/2×电容×电压²×频率×损耗角正切值。
其中，损耗角正切值是指电容器的损耗角和电容的比值。
对于变压器和线圈的损耗，分为变压器铁耗和线圈铜耗。
它们的计算方法与上述其他元件的损耗类似，也是通过测量相关参数并利用公式进行计算得出的。
总的来说，开关电源损耗计算方法是一种用于评估开关电源性能的重要手段，通过对各种元件和电路的损耗进行精确计算，可以帮助工程师优化电路设计，提高电源效率并减小能源浪费。
开关电源开关管和整流桥损耗的计算
开关电源开关管和整流桥损耗的计算一、导通损耗P dc （与平均直流有关）设开关管的导通压降为1V ,整流桥的压降也为1V ,则导通损耗P dc 为P dc =L(Q)+L(D)=1I IN ONT T +1 I O OFFT T二、交流开关损耗P ac（a ）最理想的晶体管开关波形电流电压的转变同时开始,同时结束。
（b ）最恶劣情况的波形，Q1导通时，电压保持最大值Vdc(max )直到电流达到最大值时才开始下降；关断时，电流保持恒定值Io 直到Q1电压达到最大值Vdc 时才开始下降。
（a ）最理想的晶体管开关波形电流电压的转变同时开始，同时结束。
（b ）最恶劣情况的波形，Q1导通时，电压保持最大值V dc(max)直到电流达到最大值时才开始下降；关断时，电流保持恒定值I o 直到Q1电压达到最大值V dc 时才开始下降。
开关损耗的的计算非常复杂，与半导体特性的许多变量和开关器件的驱动方法有关，此外，还与实际电路的设计（包括缓冲电路、负载、能量回馈的设计）因素有关。
在开通和关断瞬间，Q 的损耗由电流和电压的交叠产生。
D 的损耗与反向恢复时间有关，因为在反向恢复瞬间存在电流和电压应力。
电感的电流纹波在磁芯材料上产生磁滞和涡流损耗。
开通损耗P(T on )= vf dc o cr dc o T V I T V I + 若设T cr =T vf =T s ，则P(T on )=V dc I o (T s /T) 关断损耗P(T off )= 22cf o dc vr o dc T I V T I VT T +若设T cr =T cf =T s ，则P(T off )=V dc I o (T s /T)总的开关损耗为P ac =2V dc I o (T s /T)三、开关电源的总损耗P tP t =P ac +P dc。