开关损耗
开关电源设计-开关电源损耗分析与减小的方法
1.4 同步整流器可以使输出整流器导 通损耗的降低
为了降低输出整流器的导通损耗，可以采 用MOSFET构成同步整流器，如果一个导 通电阻为10mΩ的MOSFET流过20A电流， 其导通电压降仅仅0.2V！明显低于肖特基 二极管的在这个电流下的导通电压，如果 流过10A电流，则导通电压会更低。 这就是现在的高效率开关电源的输出整流 器采用同步整流器的最主要的原因。
ห้องสมุดไป่ตู้
尽可能增加占空比可以降低导通损 耗
在开关管额定电流相同的条件下。占空比 为0.5的导通损耗是占空比0.4的导通损耗的 80%、是占空比0.4的导通损耗的60%。 这种损耗的减少是在不增加成本和电路复 杂性条件下通过改变工作状态轻而易举得 到的。
常规技术下开关管的导通损耗比例
MOSFET作为开关管时，导通损耗一般占 开关管总损耗的2/3； IGBT作为开关管时，导通损耗一般占开关 管总损耗的1/3。
开关管的驱动 驱动MOSFET实际上是对MOSFET的栅极 电容的充放电过程。 例如在100ns时间内驱动一个100nC栅极电 荷的MOSFET由关断到导通或由导通到关 断需要1A驱动电流，如果是200mA则驱动 时间就会变为500ns。对应的开关损耗将会 增加到1A驱动电流的5倍。 因此，驱动电流对于快速开关MOSFET非 常重要。
buck电路 开关损耗 开关频率 导通损耗
标题：深度剖析Buck电路中的开关损耗与导通损耗在电源系统中，Buck电路是一种常见的降压开关电源，其工作稳定、效率高、成本低，因而受到了广泛的应用。
然而，在实际应用中，Buck电路的开关损耗和导通损耗是影响其效率和稳定性的重要因素。
本文将全面探讨Buck电路中的开关损耗和导通损耗，从简单到深入地剖析其原理和影响因素。
1. 核心概念Buck电路是一种电源降压转换器，通过开关管（MOSFET）的开关动作，将输入电压转换为输出电压。
在其工作过程中，开关管的导通和关断会产生开关损耗和导通损耗。
2. 开关损耗开关损耗是由开关管的导通和关断动作引起的能量损失。
主要包括导通时的通态损耗和关断时的反向恢复损耗。
导通时，开关管处于导通状态，存在导通电压降和导通电流，由此产生的功率损耗即为通态损耗；而在关断过程中，由于开关管内外部电感和电容的能量存储和释放，产生反向恢复损耗。
3. 导通损耗在Buck电路中，导通损耗是由开关管和二极管的导通引起的能量损耗。
在导通状态下，由于开关管和二极管内阻的存在，以及导通时的通态电压降和导通电流，会产生导通损耗。
4. 影响因素开关频率是影响Buck电路开关损耗和导通损耗的关键因素之一。
较高的开关频率会减小开关管和二极管的导通和关断时间，从而减小损耗。
然而，较高的开关频率也会导致开关管和二极管的开关损耗增加。
5. 个人观点在实际应用中，合理设计Buck电路的开关频率和开关管、二极管的参数是至关重要的。
在追求高效率和稳定性的需要综合考虑开关损耗和导通损耗，以达到最佳的性能和成本效益。
总结通过本文对Buck电路中的开关损耗和导通损耗的深入剖析，我们了解到了其工作原理和影响因素。
在实际应用中，我们应该综合考虑开关频率、开关管、二极管的参数等因素，以最大程度地降低损耗、提高效率和稳定性。
结语Buck电路中的开关损耗和导通损耗是影响其性能的重要因素，我们需要深入理解和合理设计，以应对不同的应用场景和要求。
开关电源8大损耗,讲的太详细了
开关电源8大损耗，讲的太详细了能量转换系统必定存在能耗，虽然实际应用中无法获得100%的转换效率，但是，一个高质量的电源效率可以达到非常高的水平，效率接近95%。
绝大多数电源IC 的工作效率可以在特定的工作条件下测得，数据资料中给出了这些参数。
一般厂商会给出实际测量的结果，但我们只能对我们自己的数据担保。
图1 给出了一个SMPS 降压转换器的电路实例，转换效率可以达到97%，即使在轻载时也能保持较高效率。
采用什么秘诀才能达到如此高的效率？我们最好从了解SMPS 损耗的公共问题开始，开关电源的损耗大部分来自开关器件(MOSFET 和二极管)，另外小部分损耗来自电感和电容。
但是，如果使用非常廉价的电感和电容(具有较高电阻)，将会导致损耗明显增大。
选择IC 时，需要考虑控制器的架构和内部元件，以期获得高效指标。
例如，图1 采用了多种方法来降低损耗，其中包括：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。
我们将在本文展开讨论这些措施带来的好处。
图1. 降压转换器集成了低导通电阻的MOSFET，采用同步整流，效率曲线如图所示。
降压型SMPS损耗是任何SMPS 架构都面临的问题，我们在此以图2 所示降压型(或buck)转换器为例进行讨论，图中标明各点的开关波形，用于后续计算。
降压转换器的主要功能是把一个较高的直流输入电压转换成较低的直流输出电压。
为了达到这个要求，MOSFET 以固定频率(f S)，在脉宽调制信号(PWM)的控制下进行开、关操作。
当MOSFET 导通时，输入电压给电感和电容(L 和C OUT)充电，通过它们把能量传递给负载。
在此期间，电感电流线性上升，电流回路如图2 中的回路1 所示。
当MOSFET 断开时，输入电压断开与电感的连接，电感和输出电容为负载供电。
电感电流线性下降，电流流过二极管，电流回路如图中的环路2 所示。
MOSFET 的导通时间定义为PWM 信号的占空比(D)。
npn三极管开关损耗计算
npn三极管开关损耗计算npn三极管开关损耗计算是电子工程中的一个重要问题。
在电路设计和分析中，了解开关损耗对于保证电路的正常工作和提高效率非常重要。
本文将详细介绍npn三极管开关损耗计算的原理和方法。
首先，我们需要了解npn三极管的结构和工作原理。
npn三极管是一种常用的双极型晶体管，由两个pn结组成。
其中，n型区域称为发射区，p型区域称为基区，n型区域称为集电区。
当正向偏置施加在发射结和基结上时，三极管处于导通状态；当反向偏置施加在发射结和基结上时，三极管处于截止状态。
在开关电路中，npn三极管被用作开关来控制电流的流动。
当输入信号为高电平时，三极管处于导通状态，电流可以从集电区流向发射区；当输入信号为低电平时，三极管处于截止状态，电流无法从集电区流向发射区。
这种开关特性使得npn三极管在数字电路和模拟电路中得到广泛应用。
接下来，我们将介绍npn三极管开关损耗的计算方法。
开关损耗主要包括导通损耗和截止损耗两部分。
首先是导通损耗的计算。
导通损耗是指在三极管导通状态下，由于电流通过三极管而产生的功率损耗。
导通损耗可以通过以下公式计算：P_on = V_CE * I_C其中，P_on表示导通损耗，V_CE表示集电极与发射极之间的电压，I_C表示集电极电流。
需要注意的是，在计算导通损耗时，要考虑到集电极与发射极之间的电压降。
接下来是截止损耗的计算。
截止损耗是指在三极管截止状态下，由于输入信号为低电平而产生的功率损耗。
截止损耗可以通过以下公式计算：P_off = V_CE * I_CBO其中，P_off表示截止损耗，V_CE表示集电极与发射极之间的电压，I_CBO表示截止状态下的漏电流。
最后，我们需要计算总的开关损耗。
总的开关损耗可以通过以下公式计算：P_total = P_on + P_off其中，P_total表示总的开关损耗。
通过以上的计算方法，我们可以得到npn三极管开关损耗的准确值。
在实际应用中，为了提高电路的效率和稳定性，我们需要选择合适的三极管型号和工作参数，并合理设计电路布局和散热系统。
npn三极管开关损耗计算
npn三极管开关损耗计算（最新版）目录1.NPN 三极管开关的基本原理2.NPN 三极管开关的损耗计算方法3.NPN 三极管开关在实际应用中的优化和改进正文一、NPN 三极管开关的基本原理PN 三极管是一种常见的晶体管，由两个 n 型半导体（发射极和集电极）和一个 p 型半导体（基极）组成。
在数字电路中，NPN 三极管常用作开关元件，通过控制基极电流，可以实现对发射极和集电极之间的电流进行开关控制。
二、NPN 三极管开关的损耗计算方法PN 三极管开关的损耗主要来自于导通电阻产生的功耗和开关过程中的动态损耗。
在实际应用中，为了提高开关速度和降低功耗，通常需要对NPN 三极管开关进行优化和改进。
1.导通电阻产生的功耗计算导通电阻是指在三极管导通状态下，基极电流为某一特定值时，发射极和集电极之间的电阻。
根据欧姆定律，可以计算出通过导通电阻的电流，从而得出产生的功耗。
2.开关过程中的动态损耗计算动态损耗是指在三极管开关过程中，由于电子和空穴的摩擦引起的能量损耗。
动态损耗与开关速度和电流幅度有关，可以通过增加开关速度和降低电流幅度来减小动态损耗。
三、NPN 三极管开关在实际应用中的优化和改进为了提高 NPN 三极管开关的性能，可以从以下几个方面进行优化和改进：1.选择合适的三极管参数在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的三极管参数，如电流放大系数、开关速度等，以实现最佳的性能表现。
2.调整电路结构通过调整电路结构，如增加达林顿管、采用共射极放大电路等，可以减小 NPN 三极管开关的损耗，提高开关速度。
3.采用先进的封装和制造工艺采用先进的封装和制造工艺，如表面贴装技术、三维封装技术等，可以提高 NPN 三极管开关的性能，降低成本。
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。
mosfet导通损耗
mosfet导通损耗摘要：一、MOSFET 导通概述二、MOSFET 导通损耗的种类三、MOSFET 导通损耗的计算方法四、降低MOSFET 导通损耗的策略五、结论正文：一、MOSFET 导通概述MOSFET（金属- 氧化物- 半导体场效应晶体管）是一种广泛应用于电力电子领域的半导体器件，具有开关速度快、工作电压范围宽、输入阻抗高、输出功率大等特点。
在MOSFET 中，导通和关断过程会伴随着一定的损耗，其中导通损耗主要包括开关损耗、导通损耗和驱动损耗。
二、MOSFET 导通损耗的种类1.开关损耗（Switching-Loss）：包括开通损耗（Turn-on Loss）和关断损耗（Turn-off Loss）。
开关损耗是由于MOSFET 在开关过程中，由于器件内部寄生电容的充放电引起的能量损耗。
2.导通损耗（Conduction Loss）：指MOSFET 在导通状态下，由于通过器件的电流产生的热量损耗。
导通损耗与MOSFET 的导通电阻（Rdson）有关。
3.驱动损耗（Driver Loss）：指驱动MOSFET 所需的驱动电路中产生的能量损耗。
驱动损耗与驱动电路的设计和驱动信号的频率有关。
三、MOSFET 导通损耗的计算方法MOSFET 导通损耗的计算方法主要包括以下两种：1.基于电路模拟的计算方法：通过建立MOSFET 的等效电路模型，利用电路模拟软件（如SPICE）进行仿真，得到导通损耗的数值。
2.基于器件参数的计算方法：根据MOSFET 的器件参数（如导通电阻、栅氧层电容等），采用一定的公式或模型计算导通损耗。
四、降低MOSFET 导通损耗的策略1.选择合适的MOSFET 器件：根据应用需求选择具有较低导通电阻和开关损耗的MOSFET 器件。
2.优化驱动电路设计：采用合适的驱动电路拓扑和驱动信号波形，以减小驱动损耗。
3.采用软开关技术：通过调整开关过程中的电压或电流波形，降低开关损耗。
4.并联多个MOSFET：通过并联多个MOSFET 器件，共享负载电流，降低单个器件的导通损耗。
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。
mos管开关损耗过程
mos管开关损耗过程mos管开关损耗是指在mos管开启和关闭过程中产生的能量损耗。
mos管作为一种常见的功率开关设备，在电子电路中起到了重要的作用。
在实际应用中，由于mos管的导通和截止过程中存在着一定的电压和电流变化，导致了能量的损耗，从而影响了mos管的工作效率和性能。
mos管的开关损耗主要由导通损耗和截止损耗组成。
在mos管导通过程中，由于mos管的导通电阻存在，导致电流通过mos管时产生一定的功率损耗。
而在mos管截止过程中，由于mos管的截止电阻存在，导致电流截止时也会产生一定的功率损耗。
具体来说，在mos管导通过程中，当mos管的栅极电压高于阈值电压时，mos管开始导通。
此时，栅极和源极之间的电压差很小，mos管的导通电阻也很小，从而导致了导通过程中的功率损耗。
这部分损耗主要由导通电流和导通电压的乘积决定。
而在mos管截止过程中，当mos管的栅极电压低于阈值电压时，mos管开始截止。
此时，栅极和源极之间的电压差很大，mos管的截止电阻也很大，从而导致了截止过程中的功率损耗。
这部分损耗主要由截止电流和截止电压的乘积决定。
mos管开关损耗的大小与mos管的开关频率、导通电流、截止电流以及导通和截止过程的时间有关。
一般来说，开关频率越高，开关损耗就越大。
导通电流和截止电流越大，开关损耗也越大。
而导通和截止过程的时间越长，开关损耗也越大。
为了减小mos管的开关损耗，可以采取以下措施：1. 选择合适的mos管型号和参数。
不同型号和参数的mos管具有不同的导通和截止特性，选择适合实际应用的mos管可以减小开关损耗。
2. 控制开关频率。
合理控制开关频率可以降低开关损耗。
在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的开关频率。
3. 优化驱动电路。
合理设计驱动电路可以提高mos管的开关速度，从而减小开关过程中的能量损耗。
4. 降低导通和截止电流。
通过合理设计电路和选择合适的元件，可以降低mos管导通和截止过程中的电流，从而减小开关损耗。
影响开关电源损耗因素
影响开关电源损耗因素影响开关电源效率的因素：1、开关管的损耗包括开关损耗和传导损耗，开关损耗跟频率正相关，跟开关管的开关速度负相关，传导损耗则由开关管的结构和制造工艺决定，优选方案是高开关速度、低导通内阻的管子。
现代MOS 管比起双极晶体管而言具有更低的导通内阻和更高的开关速度。
2、续流二极管的损耗也包括开关损耗和传导损耗，开关损耗跟频率正相关，跟二极管的反向恢复时间负相关，传导损耗则由二极管的结压降决定，优选方案是快恢复、低结压降的管子，小功率应用中肖特基管正符合这样的要求。
3、储能电感的损耗包括铜损和磁损，铜损跟线圈的内阻正相关，同样电感量下工作频率越低的电感需要更多的绕制圈数，于是铜损与频率负相关。
同样工作频率下，磁芯体积较大时可以采用更粗的线径来绕制，于是铜损跟导线线径/电感体积负相关。
磁损跟磁性材料的特性有关，跟频率和磁通密度正相关。
优选方案是低损耗、高Q值的电感。
但是，电感的损耗除跟自身的结构参数有关外，还跟整体电路的原理和结构也有关系。
4、滤波电容的损耗包括串联等效电阻的损耗、串联等效电感的损耗、介电损耗和漏电流损耗等，考虑到不同容量下的电容材料往往会有很大不同，所以损耗不能简单跟频率挂钩，值得注意的是，可工作频率较高的陶瓷电容损耗往往比铝电解电容低。
5、电路中的其它损耗这个由电路结构和相关元件的参数决定。
在开关电源系统中，因为影响效率的因素很多，多数情况下似乎频率越高损耗越大，效率自然也越低，但现代开关电源得益于技术的进步反而可能来个大逆转，可以比较一下已有三十年高龄的MC34063和前不久论坛里才试用评估过的采用了同步整流、低内阻高速开关MOS 管等新技术的TI易电源二者间的效率。
开关损耗计算公式
开关损耗计算公式开关损耗是指在开关操作过程中，由于电流流过开关引起的能量损耗。
准确计算开关损耗对于电力系统的设计和运行至关重要。
下面将介绍开关损耗的计算公式及其应用。
开关损耗的计算公式如下：P = I^2 × R其中，P代表开关损耗，单位为瓦特（W）；I代表电流，单位为安培（A）；R代表开关电阻，单位为欧姆（Ω）。
根据上述公式，我们可以看出开关损耗与电流的平方成正比，与电阻成正比。
因此，在设计和选择开关时，应尽量减小开关电阻，以降低开关损耗。
在实际应用中，开关电阻通常是已知的，因此我们只需要确定电流值，就可以计算出开关损耗。
电流值的确定需要考虑电路的负载情况、额定电流和工作条件等因素。
对于直流电路而言，计算开关损耗相对简单，只需将电流值带入公式即可。
然而，对于交流电路，由于电流的频率和相位的变化，开关损耗的计算就比较复杂了。
在交流电路中，开关损耗可以分为两部分：直流损耗和交流损耗。
直流损耗是指开关在导通和关断状态下的能量损耗，可以通过直流电阻计算得出。
而交流损耗则是由于电流的频率和相位变化引起的能量损耗，需要通过复杂的计算方法进行估算。
为了准确计算交流电路中的开关损耗，通常采用电路仿真软件进行模拟分析。
这些软件能够模拟电路中各个元件的行为，通过指定电流、电压和频率等参数，计算出开关损耗。
除了计算开关损耗，我们还可以通过其他方法来降低开关损耗。
例如，选择低电阻的开关元件、合理设计电路布局、提高开关的散热能力等。
这些措施能够有效减少开关损耗，提高电路的效率和稳定性。
开关损耗的计算公式为P = I^2 × R，其中P代表开关损耗，I代表电流，R代表开关电阻。
在实际应用中，我们需要根据电路的特点和工作条件，确定电流值并进行计算。
同时，通过采取合理的措施，可以降低开关损耗，提高电路的性能。
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。
反激开关损耗计算模板
反激开关损耗计算模板
反激开关损耗计算模板可以参考以下内容：
反激开关的损耗主要包括导通损耗和关断损耗。
其中，导通损耗是由于开通时电压和电流的交叉而引起的交越损耗。
假设在反激CCM模式下，输入电感的电流波形如图所示。
根据该波形，可以得到开通损耗的计算公式为：
Plon=(1/2)*Llk*ILpk*ILpk/T
其中，Llk是漏感，ILpk是原边峰值电流，T是周期，fsw是开关频率，Uclamp是钳位电压，Uor是输出电压。
上述公式仅为反激开关损耗的一种计算方法，实际计算中还需要考虑其他因素的影响。
如果需要更详细的计算方法和参数，请提供更多的背景信息。
开关损耗吸收回路
在硬开关电路的开关中，存在三 种损耗：
（1）开通时，由续流二极管的反向恢复电流 引起的浪涌电流，会导致较大的导通损耗；
（2）开通时，MOSFET的寄生结电容放电会 引起损耗；
（3）关断时，MOSFET的结电容电压的快速 增加，会导致较大的关断损耗。
•一、开关损耗(switch loss)的组成
•Vgs
•二、二极管的关断损耗
•D的损耗在高频下是重要的损 耗
•trr = t2 - t0
•UF
•t1 •t2
•t
•tF
•t0
•P •+
•IF •UR,UF
••N
•UR
•IRP •URP
•三、吸收回路 •IGBT逆变器中二极管的关断过 程
•P
•N
•1. RCD snubber •在关断时加吸收回路后抑制了器件两端电压的上升率，减小 了关断损耗。
•1. RCD snubber
•without
•关断时间 •关断时承受的最大电压
•3. 电阻R1的计算
•通态时间
•电阻R1上的功耗
•3. RCD snubber 的等效接法
无源无损缓冲电路的结构原理
• 针对硬开关电路的上述损耗构成，一个基本的无源无损缓 冲电路一般都包含三个功能回路：
•Transformer-aided snubber
➢
这时D1导通，V2被钳位于零电位（忽略SWB前后电压和D1、D2电压压降）。在T4
～T5期间，L1、C1出现了一个1／4周期的谐振，L1储存过剩能量。由于DB的反向恢
复电流和C2的放电电流都传输到C1，
可以看出因为有C2的能量传输，即使IR＝0，VE（V1（T5））仍然有正值，确保
同步整流开关管损耗计算
同步整流开关管损耗计算同步整流开关管的损耗计算是电力电子领域中一个重要的问题。
同步整流开关管损耗主要包括开关损耗和导通损耗两部分。
首先，开关损耗是指在开关管由关断到导通或由导通到关断的过程中产生的损耗。
开关损耗可以通过开关管的导通和关断过程中的电压和电流波形来计算。
在导通过程中，开关管的损耗与导通电压降和导通电流有关，可以通过导通电压降和导通电流的乘积来计算。
在关断过程中，开关管的损耗与关断电压和关断电流有关，可以通过关断电压和关断电流的乘积来计算。
综合考虑导通和关断过程中的损耗，可以得到开关损耗的总值。
其次，导通损耗是指开关管在导通状态下产生的损耗，主要是由于开关管的导通电压降和导通电流造成的。
导通损耗可以通过开关管的导通电压降和导通电流的乘积来计算。
综合考虑开关损耗和导通损耗，可以得到同步整流开关管的总损耗。
在实际应用中，为了准确计算同步整流开关管的损耗，需要考虑开关管的参数、工作环境、工作状态等因素，并结合实际电路进行仿真或实测来获得准确的损耗数值。
除了损耗计算，工程师还需要考虑如何有效降低开关管的损耗，可以通过优化电路设计、选择合适的开关管型号、改善散热设计等方式来降低开关管的损耗，提高整个系统的效率和可靠性。
总的来说，同步整流开关管的损耗计算涉及到多个方面的电路参数和工作状态，需要综合考虑开关管的导通和关断过程中的电压和电流波形，以及导通状态下的电压降和电流等因素，才能准确计算出开关管的损耗。
同时，工程师还需要针对实际应用情况，采取相应的措施来降低开关管的损耗，提高系统的性能和可靠性。
怎样准确测量开关损耗
怎样准确测量开关损耗由于开关管是非理想型器件，其工作过程可划分为四种状态，如图1所示。
“导通状态”表示开关管处于导通状态;“关闭状态”表示开关管处于关闭状态;“导通过程”是指开关管从关闭转换成导通状态;“关闭过程”指开关管从导通转换成关闭状态。
一般来说，主要的能量损耗体现在“导通过程”和“关闭过程”，小部分能量体现在“导通状态”，而“关闭状态”的损耗很小几乎为0，可以忽略不计。
图1 开关管四种状态划分实际的测量波形图一般如图2示。
图2 开关管实际功率损耗测试二、导通过程损耗晶体管开关电路在转换过程中消耗的能量通常会很大，因为电路寄生信号会阻止设备立即开关，该状态的电压与电流处于交变的状态，因此很难直接计算功耗，以往的做法，将电压与电流认为是线性的，这样可以通过求三角形的面积来粗略计算损耗，但这是不够准确的。
对于数字示波器来说，通过都会提供高级数学运算功能，因此可以使用下面的公式计算导通过程的损耗。
Eon表示导通过程的损耗能量Pon表示导通过程的平均损耗功率(有功功率)Vds、Id分别表示瞬时电压和电流Ts表示开关周期t0、t1表示导通过程的开始时间与结束时间关闭过程损耗关闭过程损耗与导通过程损耗计算方法相同，区别是积分的开始与结束时间不同。
Eoff表示关闭过程的损耗能量Poff表示关闭过程的平均损耗功率(有功功率)Vds、Id分别表示瞬时电压和电流Ts表示开关周期t2、t3表示关闭过程的开始时间与结束时间三、导通损耗导通状态下，开关管通常会流过很大的电流，但开关管的导通电阻很小，通常是毫欧级别，所以导通状态下损耗能量相对来说是比较少的，但亦不能忽略。
使用示波器测量导通损耗，不建议使用电压乘电流的积分的来计算，因为示波器无法准确测量导通时微小电压。
举个例子，开关管通常关闭时电压为500V，导通时为100mV，假设示波器的精度为±1‰(这是个非常牛的指标)，最小测量精度为±500mV，要准确测量100mV是不可能的，甚至有可能测出来的电压是负的(100mV-500mV)。
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用准谐振和谐振转换技术将效率提升到87%以上时间：2009-10-16 1949次阅读【网友评论0条我要评论】收藏全球对能源成本上涨、环保和能源可持续性的关注正在推动欧盟、美国加州等地的相关机构相继推出降低电子设备能耗的规范。
交流输入电源，不论是独立式的还是集成在电子设备中的，都会造成一定的能源浪费：首先，电源的效率不可能是100%，部分能量在电源大负载工作时被浪费掉；其次，当负载未被使用时，连接交流线的电源会以待机功耗的形式消耗能量。
近年来，对电源效率等级的要求日趋严格。
最近，80%以上的效率已成为了基本标准。
新倡议的能效标准更是要求效率达到87%及以上。
此外，只在满负载下测量效率的老办法已被淘汰。
目前的新标准涉及了额定负载的25%、50%、75%和100%这四个点的平均水平。
同样地，最大允许待机功耗也越来越受到限制，欧盟提议所有设备的待机功耗均应低于500mW，对于本文将讨论的电视机，则小于200mW。
除专家级的高效率电源设计领域之外，电子设备中所用的功率范围从1W到500W 的交流输入电源一直以来主要采用两种拓扑：标准(或硬开关)反激式(flyback)拓扑和双开关正激拓扑。
这两种拓扑都很易于理解，但它们存在的问题以及如何予以避免这些问题，业界都已有充分认识。
不过，随着对效率的要求不断提高，这两种拓扑将逐渐被三种新的拓扑所取代：准谐振反激式拓扑、LLC谐振转换器拓扑和不对称半桥拓扑。
准谐振反激式拓扑已被成功用于最低功率级到200W以上的范围。
在70W～100W范围，LLC谐振转换器比准谐振反激式拓扑更有效。
而在这两个功率级之上，不对称半桥转换器也很有效。
工作原理准谐振和谐振拓扑都能够降低电路中的导通开关损耗。
图1对比了连续传导模式(CCM)反激式、准谐振反激式和LLC谐振转换器的导通开关波形。
所有情况下的开关损耗都由下式表示：其中，P<SUB>TurnOnLoss</SUB>为开关损耗，I<SUB>D</SUB>为漏极电流，V<SUB>DS</SUB>是开关上的电压，C<SUB>OSSeff</SUB>是等效输出电容值(包括杂散电容效应)，t<SUB>ON</SUB>是导通时间，f<SUB>SW</SUB>是开关频率。
图1：CCM反激式、准谐振反激式和LLC谐振转换器的开关波形比较。
CCM反激式转换器的开关损耗最高。
对于输入电压范围很宽的设计，V<SUB>DS</SUB>在500V～600V左右，是输入电压V<SUB>DC</SUB>与反射输出电压V<SUB>RD</SUB>之和。
进入不连续传导模式(DCM)时，漏电流降为零，开关损耗的第一项也随之降为零。
在准谐振转换器中，若在电压波形的第一个(或后一个)波谷时导通，可进一步降低损耗。
图中虚线所示为准谐振转换器在第一个谷底导通时的漏极波形。
如果准谐振反激式转换器的匝数比为20，输出电压为5V，则V<SUB>RD</SUB>等于100V，因此对于375V的总线电压，开关将在275V时导通。
若有效输出电容C<SUB>OSSeff</SUB>为73pF，开关频率f<SUB>SW</SUB>为66kHz，则损耗为0.18W：对于标准CCM反激式转换器，开关与漏极电压振铃不同步。
在最坏的情况下，漏极电压大于V<SUB>DC</SUB>，那么损耗将为0.54W：因此，对于非连续模式反激式转换器，功耗在0.18W～0.54W之间波动，具体取决于时序。
影响时序的因素有输入电压和输出电流，两者的优化组合可提高效率，反之会降低效率。
对非连续模式反激式转换器，这常表现为满负载效率曲线的异常变化。
这时，输入电压改变而输出电流(及电压)恒定。
效率曲线随开关点前移而显示出波动。
初级端电感的批次差异也会显示出变化，从而改变效率。
谐振转换器采用了一种不同的技术来降低开关损耗。
让我们回头再看看导通损耗公式，由式中可见，如果V<SUB>DS</SUB>设为零，就根本没有损耗，这个原理被称为零电压开关(ZVS)，用于谐振转换器，尤其是LLC谐振转换器，如图1所示。
通过让电流反向流经开关，可实现零电压开关。
当开关电流反向时，体二极管(或外部反向并联二极管)把电压钳位在一个低值，例如1V，这远低于前面提到的反激式转换器的400V。
谐振转换器利用一个谐振电路来产生延时。
两个MOSFET产生方波，并加载在谐振电路上。
通过选择合适的谐振电路，并把工作点设置在谐振点之上，流入谐振电路的电流可以非常接近正弦波，因为高阶分量一般都大为衰减。
正弦电流波形滞后于电压波形，因而当电压波形达到其过零点时，电流仍为负，从而实现零电压开关。
[1][2]责任编辑：电源网左然用准谐振和谐振转换技术将效率提升到87%以上时间：2009-10-16 1950次阅读【网友评论0条我要评论】收藏图2给出了准谐振转换器的电路示意图及LLC谐振转换器的模块示意图。
准谐振转换器的电路示意图看起来非常类似于反激式转换器，只是它带有一个帮助确定电压谷底时序的检测电路。
图2：准谐振反激式转换器的电路图及LLC谐振转换器的模块示意图。
LLC谐振转换器的模块示意图与双开关正激转换器截然不同。
其之所以名曰“LLC”，是因为谐振电路的工作由3个组件来完成：变压器的磁化电感(L<SUB>m</SUB>)、变压器的漏电感(L<SUB>lk</SUB>)和谐振电容(C<SUB>r</SUB>)。
对大漏电感的需求意味着必须一个额外的电感，或者是变压器的线圈需以增加漏电感的方式进行缠绕，以使其增大。
LLC谐振转换器在初级端有一个半桥结构，但与双开关正激转换器不同的是，它不需要任何二极管。
此外，还带有一个双开关正激转换器所没有的谐振电容，以及两个输出二极管与中心抽头变压器的输出相连。
这些配置把谐振电路的交流输出整流为直流级，双开关正激应用所需的大输出电感在这里就不再需要了。
对于给定的功率级，准谐振反激式变压器的尺寸是最大的，因为它先把所有能量存储在初级侧，然后再将之转移到次级侧。
双开关正激转换器则不然，它是在开关导通时把能量从初级侧转移到次级侧。
和反激式转换器一样，双开关正激转换器也只使用一个磁极方向。
LLC转换器却使用两个方向，所以在其它条件相同的情况下，对于给定的功率级，它的尺寸更小，无需考虑额外的漏电感或者是在变压器中包含的漏电感。
频率和增益准谐振和LLC谐振开关的优势都包括了降低导通损耗，但缺点是频率随负载减小而增大。
两种转换器的关断损耗都随频率的增大而变得严重。
这里，t<SUB>OFF</SUB>是关断时间，在轻载时上述效应会降低效率。
飞兆半导体的准谐振FPS功率开关产品系列，比如FSQ0165RN，采用了一种特殊技术“频率箝位”(frequency clamp)来弥补准谐振控制器固有的这种缺陷。
控制器只需等待最短时间，对应最大频率，然后开关在下一个波谷时导通，这种方法可以提高轻载下的效率。
FPS FSFR2100LLC谐振转换器和包括FSQ0165RN在内的产品系列都具有突发模式功能，可降低极轻负载下的功耗。
对于FSFR2100，如果系统需要，建议加入一个采用了FSQ510这类器件的辅助电源，以保持低待机功耗。
LLC谐振转换器的另一个局限性是它的增益动态范围非常有限。
图3所示为一个LLC转换器的增益特性与频率及负载的关系。
这种拓扑之所以广受欢迎是由于其频率随负载变化的改变较小，在100kHz的谐振频率上限，频率不随负载变化而改变。
不过，它的增益动态范围很小，在1.0到1.4之间，如果1.2的增益代表一个220V交流输入电压的系统获得所需输出电压的增益，则动态范围允许交流189V～264V的输入电压范围。
因此，这种拓扑不太可能适用于常见的输入电压范围，但只要通过精心设计来实现保持时间(hold-uptime)的条件，就可以用于欧洲的输入范围。
LLC谐振转换器通常与功率因数校正级一起使用，后者可为LLC 转换器提供调节良好的输入电压。
通过增大漏电感与磁化电感的比值，可以增加增益动态范围，但代价是轻载效率因磁化电流变大而降低。
实际上，这是通过采用第二个电感来实现的，因为如果漏电感太大的话，要获得可重复的漏/磁化电感比值是有实际限制的。
图3：LLC谐振转换器增益曲线示例。
具体应用准谐振反激式和LLC谐振转换器在嵌入式交流输入电源中的应用越来越广泛。
准谐振转换器的实际工作范围上从超低功率级到100W左右。
对于集成式解决方案，7W/12V电源的满负载效率约为81%，而对采用了带外部MOSFET的准谐振转换器的70W/22V电源，满负载效率则超过了88%。
前者的待机功耗远低于150mW，后者则小于350mW。
采用较低的输出电压，效率必然会迅速降到上述水平之下。
一个5W/5V的电源将在输出二极管上消耗至少10%的额定输出功率。
准谐振拓扑的另一个好处是EMI远小于硬开关应用，其频率将随400V输入电容上的纹波而变化，导致自然的频谱扩展。
此外，由于开关行为在较低电压时发生，开关噪声减小，故共模EMI噪声也相应减小。
LLC谐振转换器的实际工作范围从70W左右到500W以上，带有一个PFC前端的FSFR2100已用于实现200W到420W的电源。
对于高达200W的应用，一般无需使用FSFR2100上的散热器，但通常建议在输出端使用一些肖特基二极管，而这些往往需要散热器。
此外，也可以采用同步整流方法，这时因为采用了MOSFET(虽然MOSFET的控制信号不易产生)，所以无需散热器。
对于采用了肖特基二极管的应用，典型的峰值效率依照输入电压、输出电压和输出功率情况，大约在90%到95%之间。
[1] [2]责任编辑：电源网左然。