功率开关管功耗的计算
MOSFET损耗计算
MOSFET损耗计算MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）是一种常用的功率开关器件，广泛应用于电力电子领域。
在使用MOSFET进行功率开关时，会产生一定的损耗，包括导通损耗和关断损耗。
正确计算MOSFET的损耗对于设计和选择合适的散热系统非常重要，下面将详细介绍MOSFET的损耗计算方法。
1.导通损耗计算：导通损耗是指MOSFET在导通状态下产生的功耗。
导通损耗可以通过以下公式计算：P_cond = I^2 * Rds(on)其中，P_cond为导通损耗，I为MOSFET的导通电流，Rds(on)为MOSFET的导通电阻。
导通损耗主要由两部分组成：静态导通损耗和动态导通损耗。
静态导通损耗是指MOSFET在导通状态下的稳态功耗，可以通过上述公式计算得到。
动态导通损耗是指由于MOSFET的导通电阻在开关过程中的变化引起的功耗，通常可以通过MOSFET的参数手册或者开关特性曲线来得到。
2.关断损耗计算：关断损耗是指MOSFET在关断状态下产生的功耗。
关断损耗由MOSFET 的关断电流和关断电压引起，可以通过以下公式计算：P_sw = Vds * Id * t_sw其中，P_sw为关断损耗，Vds为MOSFET的关断电压，Id为MOSFET 的关断电流，t_sw为关断时间。
关断损耗由两部分组成：静态关断损耗和动态关断损耗。
静态关断损耗是指MOSFET在关断状态下的稳态功耗，可以通过上述公式计算得到。
动态关断损耗是指由于开关过程中MOSFET的关断电流和关断时间的变化引起的功耗，通常可以通过MOSFET的参数手册或者开关特性曲线来得到。
3.总损耗计算：总损耗是指MOSFET在导通和关断状态下产生的功耗之和。
总损耗可以通过以下公式计算：P_total = P_cond + P_sw4.散热设计：4.1确定MOSFET的最大工作温度，一般来说，MOSFET的最大工作温度应该低于其额定温度。
4.2 计算MOSFET的热阻（Rth）：Rth = (Tj - Ta) / P_total其中，Tj为MOSFET的结温，Ta为环境温度，P_total为MOSFET的总损耗。
MOSFET功率开关器件的散热计算
MOSFET功率开关器件的散热计算MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）是一种常用的功率开关器件，用于调节和控制电子电路中的功率输出。
在工作过程中，MOSFET 会产生一定的功耗，这会导致器件升温，为了保证器件的正常工作，需要进行散热计算。
散热计算的目的是确定器件的热阻和最大工作温度，以便选择适当的散热方式，以及确定散热器的大小和材料。
首先，我们需要了解MOSFET的功耗，计算器件的热阻和最大工作温度。
1.功耗计算：-静态功耗是指器件处于稳态工作时的功耗，主要是由电流引起的导通压降和漏极电流引起的静态功耗。
-动态功耗是指在开关过程中，由于MOSFET开关速度造成的功耗。
静态功耗可以通过电流和导通压降计算得出，动态功耗则需要根据MOSFET的开关速度和应用场景来进行估算。
一般来说，静态功耗较小，可以忽略不计，因此我们主要关注动态功耗。
2.热阻计算：热阻由两个组成部分构成：导热阻（junction-to-case thermal resistance）和散热阻（case-to-ambient thermal resistance）。
-导热阻是指热量从MOSFET结到器件封装外壳的传导阻力。
-散热阻是指热量从器件封装外壳传递到周围环境的散热阻力。
导热阻可以通过器件手册或厂商提供的数据手册来获得，散热阻可以通过热量传导理论和计算公式来估算。
3.最大工作温度：最大工作温度可以通过器件手册或厂商提供的数据手册来获得。
有了以上的基础知识，我们可以按照以下步骤进行MOSFET的散热计算：1.根据应用场景和数据手册提供的参数，计算出MOSFET的功耗。
2.根据功耗计算出MOSFET的热阻（包括导热阻和散热阻）。
3.确定最大工作温度，通常根据数据手册提供的温度参数来确定。
4.根据最大工作温度和热阻，计算出器件离开环境的温度差。
5.根据热耗的温度差和功耗，计算出散热器的尺寸和材料。
需要注意的是，散热计算是一个非常复杂的过程，涉及到多方面的因素，包括器件的封装类型、散热器的设计和材料选择等。
开关电源的设计及计算
开关电源的设计及计算1.先计算BUCK 电容的损耗（电容的内阻为R buck 假设为350m Ω，输入范围为85VAC~264VAC,频率为50Hz ，P OUT =60W,V OUT =60W ）：电容的损耗：P buck =R buck *I buck,rms 2I buck,rms =I in,min1**32−cline t F t c :二极管连续导通的时间t c =linelineF VpeakV e F **2)min(arcsin *41π−=3ms其中：V min =linein ch in in in F C D P V V *)1(***2min ,min ,−−V peak =2*V in,min其图中的T1就是下面公式中t c或：V min =η*)*21(**2**2min ,min ,in c line o in in C t F P V V −−所以(假设最低输入电压时，输入电流=0.7A)：I buck,rms =I in,min1**32−cline t F =0.7*13*50*32−=1.3A P buck =350m*1.32=0.95W第一步计算电容损耗是为了使用其中的t c 值,电容的容量一般通用范围选2~3μ/W ，固定电压为1μ/W2.输入交流整流桥的计算(假设V TO =0.7V,R d =70m Ω)在同一个时间内有两个二极管同时导通，半个周期内两个二极管连续导通I d,rms =c line in t F I **3min ,=m3*50*37.0=1.04AP diodes =2*(V TO *2min ,in I +R d *I d,rms 2)=2*(0.7*27.0+70m*1.042)=640mW 一个周期内桥堆损耗为:P BR=2*P diodes =2*640m=1.28W桥堆功耗超过1.5W 时，我个人认为应加散热器（特别是电源的使用环境温度较高时）变压器和初级开关MOS ：反激式开关电源有两种模式CCM 和DCM ，各有优缺点。
DC-DC内部功耗计算
影响开关模式、DC-DC转换器效率的主要原因（转）2010-04-07 16:55影响开关模式、DC-DC转换器效率的主要因，本文详细介绍了开关电源(SMPS)中各个元器件损耗的计算和预测技术，并讨论了提高开关调节器效率的相关技术和特点。
概述效率是任何开关电源(SMPS)的重要指标，特别是便携式产品，延长电池使用寿命是一项关键的设计目标。
对于空间受限的设计或者是无法投入成本解决功率耗散问题的产品，高效率也是改善系统热管理的必要因素。
SMPS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SMPS IC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，可以以此作为新设计的准则。
我们将从一般性介绍开始，然后针对特定的开关元件的损耗进行讨论。
效率估计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。
Maxim的数据资料给出了实际测试得到的数据，其他厂商也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。
MOS管功耗计算
MOS管功耗计算1.计算MOS管的电流：MOS管的电流可以通过欧姆定律计算。
对于N沟道MOS管（NMOS）和P沟道MOS管（PMOS），其电流方向分别为源极到漏极和漏极到源极。
NMOS电流为：ID = 0.5 * Kp * (Vgs - Vth)²其中，ID为电流，Kp为沟道传导系数，Vgs为栅极电压与源极电压之差，Vth为沟道阈值电压。
PMOS电流为：ID = -0.5 * Kp * (Vsg - Vth)²其中，ID为电流，Kp为沟道传导系数，Vsg为源极电压与栅极电压之差，Vth为沟道阈值电压。
需要注意的是，对于PMOS，漏极和源极的电流方向相反，所以ID前面有一个负号。
2.计算MOS管的电压：MOS管的电压可以通过源极和漏极之间的电压差计算。
NMOS电压为：Vds = Vdd - Vout其中，Vds为源极到漏极之间的电压差，Vdd为Vout为漏极电压。
PMOS电压为：Vds = Vout - Vss其中，Vds为源极到漏极之间的电压差，Vout为漏极电压，Vss为地电压。
3.计算MOS管的沟道功耗：沟道功耗是MOS管由于沟道电阻而产生的功耗，可以通过沟道电阻和沟道电流的平方计算。
沟道功耗为：Pch = Rch * ID²其中，Pch为沟道功耗，Rch为沟道电阻，ID为电流。
4.计算MOS管的开关功耗：开关功耗是MOS管由于导通和截止过程中产生的瞬态功耗。
开关功耗为：Psw = 0.5 * Cgs * Vdd² * f其中，Psw为开关功耗，Cgs为栅极与源极之间的电容，Vdd为电源电压，f为开关频率。
综上所述，MOS管的功耗计算包括电流计算、电压计算、沟道功耗计算和开关功耗计算。
通过这些计算，可以对MOS管的功耗进行准确的评估和分析，从而优化设计和提高效率。
开关电源待机功耗分析
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ＆Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ・ 电子技术
损 耗 器 什
启动 电 ｍ 输Ｌ ｛ Ｊ 电 阻
电子技术 ・ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
开关电源 待机功耗分析
文／ 王学军
表１ ：功率开关管损 耗 造成损耗的器件 损耗计算公式 解 决 方 法 变量说 明 功率开关管 Ｉ Ｒ Ｄ ｓ ０ Ｎ 。 Ｔ ｏ Ｎ 降低 ｅ ， 降 低 Ｒ。 ｏ Ｎ Ｉ ｐ ：变 压 器 初 级 电 流 Ｒ 。 。 ：开关管导通 电阻
Ｖ ｏ ｎ ：输Ｌ ｉ ｌ Ｉ 乜压 Ｒ ｏ ｓ ：输 … 电 ｌ ｐ ｃ ： 光耦 的 电流 Ｖｆ ｐ ｃ ：ｉ ｔ （ 电瓜 降
光 耦
Ｐ ＷＭ 其 他
Ｖ（ １ ㈣
降低 Ｖ ｃ ｃ 降低 ｌ ｏ ｐ
Ｖｃ ｃ ： 供 电 电
１ 提 高整机效 率与 降低待机 功耗理 论分
析
１ ． １ 开关电源的损耗 包含 功率管导通损耗 、开 关损耗以及外 围控制 电路损耗 ，电路 不同部分 的 损 耗 成 因各 不相 同 ， 因此 减 小损 耗 的 方法 也 有不 同
需 要 用 数 学 方 程 式 量 化 这 些 损 耗 ， 进 而 整理 出降低各部分损耗 的方法 ，才能得 出具体 有效 降低整体损耗 的方案 。 １ ． ２ 主要 导 通 损 耗 如表 ｌ 、表 ２ 、表 ３所 示 。
２ ． ２ 开 关 损 耗 ２ ． ３启 动 电阻 损耗
开关电源设计中最常用的几大计算公式汇总
开关电源设计中最常用的几大计算公式汇总在开关电源设计中，有几个常用的计算公式可以帮助工程师进行准确的设计，以下是几个常用的计算公式的汇总：1.电容选择计算公式：开关电源中的电容主要用于滤波和储能，电容的选择需要考虑到输出的纹波电压、负载变化和效率等因素。
常见的电容选择公式如下：C=(ΔV×I)/(f×δV)其中，C是所需的电容容值，ΔV是允许的输出纹波电压，I是负载电流，f是开关频率，δV是峰值纹波电压。
2.电感选择计算公式：电感主要用于存储能量和滤波，选择适当的电感能够提高开关电源的效率。
电感选择的计算公式如下：L = ((Vin - Vout) × D × τ) / (Vout × Iout)其中，L是所需的电感值，Vin是输入电压，Vout是输出电压，D是占空比，τ是瞬态时间，Iout是负载电流。
3.开关频率计算公式：开关频率是开关电源设计中重要的参数，可以影响到效率、尺寸和成本等因素。
开关频率的计算公式如下：f = (Vin - Vout) / (Vout × L × Iout)其中，f是所需的开关频率，Vin是输入电压，Vout是输出电压，L是选择的电感值，Iout是负载电流。
4.整流二极管选择计算公式：整流二极管用于将开关电源的交流输出转换为直流输出，选择适当的整流二极管可以减少功耗和散热。
整流二极管选择的计算公式如下：Iavg = (Iout × η) / (1 - η)其中，Iavg是整流二极管的平均电流，Iout是负载电流，η是开关电源的效率。
5.功率开关管选择计算公式：功率开关管主要用于开关转换和功率调节，选择适当的功率开关管可以提高效率和可靠性。
功率开关管选择的计算公式如下：Pd = (Vin - Vout) × Iout / η - Vout × Iout其中，Pd是功率开关管的功耗，Vin是输入电压，Vout是输出电压，Iout是负载电流，η是开关电源的效率。
dcdc热计算
dcdc热计算DC/DC热计算是指在直流电源中，对DC/DC变换器的热特性进行计算和分析，以确保变换器在工作过程中能够正常工作并避免过热导致故障。
热计算是设计和优化变换器的重要环节，可以帮助工程师选取合适的散热方案、确定合适的元器件等。
一、热计算的基本原理DC/DC热计算主要是通过计算各个元器件的功率损耗来得到整个变换器的热功率，然后再根据散热系统的特性来计算温度分布。
常见的元器件包括开关管、二极管、电感、电容等。
在计算功率损耗时，需要考虑元器件的导通和关断功耗，以及开关过程中的损耗。
二、热计算的步骤1.确定输入和输出电压：根据设计需求，确定变换器的输入和输出电压，以确定变换器的电流大小。
2.计算输入功率：根据输入电压和电流大小，计算出输入电路的功率。
3.计算输出功率：根据输出电压和电流大小，计算出输出电路的功率。
4.计算开关管功耗：开关管的功耗主要来自于导通和关断过程中的损耗。
通过计算开关管导通时间和关断时间，结合开关管的电流和电压，可以计算出开关管的功耗。
5.计算二极管功耗：二极管的功耗主要来自于导通过程中的正向电压降和反向电流。
通过计算二极管导通时间和二极管的电流和电压，可以计算出二极管的功耗。
6.计算电感功耗：电感的功耗主要来自于电流的涨落引起的损耗。
通过计算电感的电流大小，以及电感的电阻和电感系数，可以计算出电感的功耗。
7.计算电容功耗：电容的功耗主要来自于电流的涨落引起的损耗。
通过计算电容的电流大小，以及电容的电阻和电容系数，可以计算出电容的功耗。
8.计算散热器的热阻：根据散热器的材料和结构，可以计算出散热器的热阻。
同时需要根据散热器的面积和空气流速等因素，确定散热器的热导率。
9.计算变换器的温度分布：根据计算得到的功率损耗，结合散热器的热阻和热导率，可以计算出变换器的温度分布。
通过温度分布的计算，可以判断是否需要增加散热器、增加风扇、改进散热系统等。
三、热计算的应用DC/DC热计算广泛应用在工业控制、电源设计、电动机控制和通信等领域。
MOS开关管的损耗计算
MOS开关管的损耗计算
1，开通损耗
MOS管在开通过程中，电流，电压和功耗的波形近似如下
Rds（on）为Mos管的导通电阻，会随着MOS管结温的变化而变化，一般MOS的Datasheet中都会给出一个温度变化曲线，可以参考改曲线取值。
Idrms为导通过程中的电流有效值
Ton为一个周期内的导通时间
F为开关频率
3，关断损耗
MOS管在关断过程中，电流，电压和功耗的波形近似如下
Idss为Mos管截止时在实际结温情况下的漏电流，可以参考器件手册取一个合适的值。
Vds为截止时Mos管DS之间的电压
Toff为一个周期内的截止时间
f 为开关频率
另外还有门级损耗和......。
动态功耗计算
动态功耗计算CMOS管功耗 = 动态功耗 + 静态功耗动态功耗有两种表述，两种表述的区别之处在于：把对管⼦内部电容充放电消耗的功耗归于谁，第⼀种表述常见于理论分析，第⼆种表述常见于EDA⼯具功耗计算。
第⼀种表⽰：动态功耗 = 开关功耗 + 短路功耗开关功耗：指管⼦在翻转过程中对『相关电容』进⾏充放电消耗的功耗，此处『相关电容』包含管⼦内部结点电容和负载电容。
短路功耗：指管⼦在翻转过程中，PMOS和NMOS同时导通，从电源VDD到地VSS之间短路通路消耗的功耗。
第⼆种表⽰：动态功耗 = 负载功耗 + 内部功耗负载功耗：指管⼦在翻转过程中对『负载电容』进⾏充放电消耗的功耗。
内部功耗：指管⼦在翻转过程中，对内部结点电容进⾏充放电消耗的功耗及短路电流消耗的功耗。
EDA⼯具计算动态功耗时，会分别计算内部功耗和负载功耗。
内部功耗：当前⽅法学将内部功耗模拟成输⼊transition跟输出负载 (load capacitance) 的函数，foundry会将每个管⼦的内部功耗定义在library中，常见的是⼆维表格，index是(input transition, output load cap)，偶尔也有三维表格，index是(input transition, output load cap, second output load cap)。
在library中会分别定义cell的rise_power 和fall_power。
通常，在90nm之后对每个cell 会根据每个输⼊pin的状态和每条timing arc分别定义内部功耗，即所谓的：path dependencies internal power。
库⼀定的情况下，每个EDA⼯具的计算公式应该⼤差不差，此处以Genus的计算公式为例：TR 指⼀个arc 或pin上有效的toggle rate. arcij 的有效toggle rate取决于该arc被激活的概率 (probability) 和对应输⼊pin 的toggle rate。
开关电源空载功耗计算计算方法
开关电源空载功耗计算计算方法
开关电源是一种应用广泛的电源类型，其空载功耗是评价其节能性能的主要指标之一。
计算开关电源的空载功耗需要了解其工作原理和相关参数，下面介绍一种计算方法。
1. 空载功耗的概念
空载功耗是指电源在无负载时的功耗，通常用单位时间内消耗的能量表示。
对于开关电源而言，空载功耗是指在输出电流为零时，电源本身消耗的电能。
2. 空载功耗的计算方法
开关电源的空载功耗与其设计参数有关，主要包括开关管的截止电流、变压器的损耗、控制电路的功耗等。
计算方法如下：空载功耗 = (截止电流 x MOSFET开关损耗) + (变压器空载损耗) + (控制电路功耗)
其中，MOSFET开关损耗可由数据手册中提供的开关特性曲线和电源输出电压、电流计算得出；变压器空载损耗可由变压器参数和工作频率计算得出；控制电路功耗可由数据手册提供的电路图和元件参数计算得出。
3. 降低空载功耗的措施
开关电源空载功耗的高低会对能源消耗和环境保护产生影响，因此需要采取措施来降低其空载功耗。
主要措施包括：
(1) 优化设计：合理选取元器件参数和电路拓扑，降低开关管截止电流和变压器损耗；
(2) 降低工作频率：降低工作频率可以降低变压器损耗，但需要注意频率过低可能会引起其他问题；
(3) 采用节能控制策略：如进入睡眠模式、功率因数校正等，可以减少控制电路功耗。
以上就是开关电源空载功耗计算方法的介绍，希望对大家有所帮助。
同步buck电路的功耗计算
同步buck电路的功耗计算
要计算同步buck电路的功耗，我们可以考虑以下几个方面：
1. 导通损耗（Switching Losses）：导通损耗是由于开关管（如MOSFET）在导通状态下产生的功耗。
它可以通过开关管的导通电阻和开关频率来计算。
一般情况下，导通损耗与电流大小成正比。
2. 关断损耗（Conduction Losses）：关断损耗是由于开关管在关闭状态下产生的功耗。
它取决于开关管的关断速度、关断电压以及开关频率。
一般情况下，关断损耗与电流大小和关断速度成正比。
3. 开关损耗（Switching Losses）：开关损耗是由于开关管在切换过程中产生的功耗。
它主要取决于开关管的切换频率、输入电压范围和输出电流。
开关损耗与切换频率成正比。
4. 输出滤波器损耗（Output Filter Losses）：输出滤波器损耗是由于输出电感和输出电容器中的电流产生的功耗。
它与输出电流和输出电压纹波有关。
综上所述，同步buck电路的总功耗可以通过将上述各个功耗项相加来计算。
具体的计算公式和参数需要根据实际电路的设计和特性来确定。
1。
功率和功耗一样吗_功耗和功率的区别
功率和功耗一样吗_功耗和功率的区别功率和功耗一样吗字面意思是不一样的，功耗指的是单位时间的耗电量，实际指的是功率，耗电量指的是用了多少点，也就是我们平时说的用了多少度电功耗就是功率的损耗，指设备、器件等输入功率和输出功率的差额。
有时也指整机或设备所需的电源功率。
功耗=输入功率-输出功率；指整机所需电源功率时，功耗=输入功率。
也就是说，指耗损时，功耗为整个设备消耗的功率减去设备输出功率。
指消耗时就是整机消耗的功率。
它的单位还是瓦特，不是能的单位。
功耗定义：定义一：功率的损耗，指设备、器件等输入功率和输出功率的差额。
功率的损耗。
电路中通常指元、器件上耗散的热能。
定义二：功耗同样是所有的电器设备都有的一个指标，指的是在单位时间中所消耗的能源的数量，单位为W。
电路中指整机或设备所需的电源功率。
不过复印机和电灯不同，是不会始终在工作的，在不工作时则处于待机状态，同样也会消耗一定的能量（除非切断电源才会不消耗能量）。
因此复印机的功耗一般会有两个，一个是工作时的功耗，另一个则是待机时的功耗。
功率定义：功率是指物体在单位时间内所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理量。
功的数量一定，时间越短，功率值就越大。
求功率的公式为功率=功/时间。
功率表征作功快慢程度的物理量。
单位时间内所作的功称为功率，用P表示。
故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。
物理意义：表示物体做功快慢的物理量。
物理定义：单位时间内所做的功叫功率。
功率是表示物体做功快慢的物理量。
功耗和功率有什么区别功耗是指单位时间内，需要使用的能量，比如说1小时用1度电，称为功耗。
功率是指瞬间需要用的能量，比如说一台机器启机时功率为5千瓦、平时使用时为1千瓦。
这个有些像宽带和带宽之间的关系：。
镇流器的电磁干扰抑制
电子镇流器的电磁干扰抑制随着现代科学技术的发展,电子、电气设备或系统获得了越来越广泛的应用。
运行中的这些设备或系统大多伴随着电磁能量的转换,高密度、宽频谱的电磁信号充满整个人类生存的空间,此外还有伴随着各种自然现象产生的电磁能量,由此构成了极其复杂的电磁环境。
在这个环境中,任何能中断、阻碍、降低或限制电子、电气设备或系统有效性能的电磁能量被称之为电磁干扰(EMI)。
电磁干扰根据传输方式的不同,可划分为传导性电磁干扰与辐射性电磁干扰,前者指经导线传输的无用的电磁能量,后者指从电子设备或其连接线中泄漏到空间的无用的电磁能量。
电子、电气设备或系统在预期的电磁环境中,必须具备按设计要求正常工作的能力,即一方面设备或系统应具有抵抗给定电磁干扰的能力,并且有一定的安全余量,二方面设备或系统不产生超过规定限度的电磁干扰。
这是电子、电气设备或系统的一种重要的技术性能——电磁兼容性(EMC)。
目前国内管形荧光灯用独立式电子镇流器与一体化节能灯电子镇流器的电路结构大多采用电压反馈半桥式准谐振电路,而电路中的功率对管又大多选用双极型晶体管。
在这种情况下,为了提高电子镇流器的变换效率及可靠性,必须要求电路中的开关功率管开启时间与关断时间越短越好。
具体说来：1) 开关功率管的总功耗(PC)=开启功耗(Pop)+导通功耗(Pon)+关断功耗(Pcl)+截止功耗(Poff)。
见图1；一般饱和压降Uces、反向漏电流Iceo都很小,这样开关功率管功耗主要由开启和关断功耗所引起,因此要减小功耗Pc、提高变换器效率,同时也为了降低功率管的温升、提高器件的耐用性,必须要求功率管开启时间top、关断时间tcl尽可能小即开关速度要快。
2) 表征开关晶体管动态特征的四个参数是延迟时间td、上升时间tr、存储时间ts、下降时间tf,而开启时间top=td+tr、关断时间tcl=ts+tf。
在理想的状态下,一对功率管Q1与Q2在各自的基极电压作用下,Q1立即关断同时Q2立即开通,从而构成DC-AC电源变换器。
mos管开关功率损耗
mos管开关功率损耗
开关功率损耗是指在开关动作过程中，由于开关器件内部电流的通断和导通状态的转换，导致的功率耗散。
开关功率损耗通常通过两个部分来评估：导通损耗和关断损耗。
1. 导通损耗（Conduction Loss）：当开关器件处于导通状态时，会有电流通过器件，并且在器件内部会有一定的电压降。
导通损耗可以通过以下公式计算：
导通损耗 = 导通电流 x 导通电压降
2. 关断损耗（Switching Loss）：当开关器件从导通状态切换
到断开状态时，会产生关断损耗。
关断损耗主要由两部分组成： a) 开关过程中的反向恢复（reverse recovery）损耗：当开关
器件从导通状态切换到断开状态时，由于内部载流子的存储效应，会产生反向电流。
这会消耗能量并引起额外的功耗。
b) 开关过程中的开关损耗：当开关器件从导通状态切换到断
开状态，会有瞬态电压和电流的变化，这会导致额外的功耗。
总的开关功率损耗可以通过导通损耗和关断损耗之和得到。
为了降低开关功率损耗，可以通过改变开关频率、使用高效的开关器件和控制电路等方式进行优化。
MOS管功耗计算
MOS管功耗计算功耗是指电子器件或电路在工作过程中消耗的能量，通常以单位时间内消耗的能量来衡量。
在MOS管的工作中，功耗是一个重要的参数，因为功耗的大小直接影响电路的工作效率和能耗。
MOS管的功耗包括静态功耗和动态功耗两部分。
静态功耗是指在MOS管处于稳态工作状态时消耗的功率。
主要包括漏电流功率和互补对称CMOS电路中的静态功耗。
漏电流功率是MOS管由于在关闭状态下还会有一定的漏电流而产生的功率损耗。
漏电流主要分为亚阈值漏电流和反向漏电流两部分。
亚阈值漏电流是指在MOS管的栅极电压低于阈值电压时，由于隧穿效应等原因导致的漏电流。
反向漏电流是指在MOS管的栅极电压高于阈值电压时，由于击穿效应等原因导致的漏电流。
漏电流功率可以通过漏电流和电源电压的乘积来计算。
互补对称CMOS电路中的静态功耗是指由于NMOS和PMOS管的漏电流以及由于输入信号的变化而引起的电荷注入和耗散而产生的功率损耗。
这种功耗主要与电压和温度有关，可以通过电流和电压的乘积以及温度的加权平均来计算。
动态功耗是指在MOS管的开关过程中由于电荷注入和耗散而产生的功率损耗。
主要包括开关功耗和短路功耗。
开关功耗是指在MOS管的开关过程中由于电荷注入和耗散而产生的功率损耗。
开关功耗主要与开关频率、电荷注入和耗散的大小以及电源电压等因素有关。
可以通过电流和电压的乘积以及开关频率来计算。
短路功耗是指在MOS管的开关过程中由于导通电流和电源电压之间的乘积产生的功率损耗。
短路功耗主要与电源电压、开关频率以及MOS管导通电阻的大小有关。
可以通过电流和电源电压的乘积以及开关频率来计算。
总的来说，MOS管的功耗计算是一个复杂的过程，需要考虑到多个因素的影响。
在实际应用中，可以通过模拟和仿真的方法来估算MOS管的功耗，然后根据实际情况进行优化和调整，以达到降低功耗的目的。
BUCK型开关电源中的损耗与效率的计算
BUCK型开关电源中的损耗与效率的计算BUCK（降压）型开关电源是一种常见的电源系统，广泛应用于各种电子设备中。
计算BUCK型开关电源的损耗与效率是非常重要的，可以帮助我们了解电源系统的性能和优化设计。
本文将详细介绍如何计算BUCK型开关电源的损耗与效率。
1.BUCK型开关电源的工作原理工作原理如下：-当输入电压大于输出电压时，开关管关闭，电感储存能量；-当输入电压小于输出电压时，开关管打开，电感释放能量，使输出电流继续供电。
2.BUCK型开关电源的损耗2.1静态损耗静态损耗主要包括开关管的导通损耗和电感元件的电流损耗。
- 开关管的导通损耗可以通过导通电流和开关管的导通电阻来计算，即 P1 = I(on) * R(on)。
- 电感元件的电流损耗可以通过电感电流和电感的电阻来计算，即P2 = I(lm)² * R(lm)。
2.2动态损耗动态损耗主要包括开关管的开关损耗和反馈电路的功耗。
- 开关管的开关损耗可以通过开关频率、开关管的导通电阻和电容负载来计算，即 P3 = f * V(in) * I(C) * (t(on) + t(off))，其中 f为开关频率，V(in)为输入电压，I(C)为电容负载电流，t(on)和t(off)为开关管的导通时间和关断时间。
- 反馈电路的功耗主要来自反馈控制电路，可以通过电压和电流来计算，即 P4 = V(fbk) * I(fbk)。
总的损耗为 P(total) = P1 + P2 + P3 + P43.BUCK型开关电源的效率输出功率可以通过输出电压和输出电流来计算，即 P(out) = V(out) * I(out)。
输入功率可以通过输入电压和输入电流来计算，即 P(in) = V(in) * I(in)。
4.优化BUCK型开关电源的设计为了提高BUCK型开关电源的效率，可以采取以下措施：-选择低导通电阻的开关管，减少导通损耗。
-选择低电阻的电感元件，减少电流损耗。
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。
开关电源的功耗
开关电源的功耗开关管的功耗开关管的工作过程[1]分为四个阶段，即开通阶段、关断阶段、导通阶段、截止阶段。
图2是开关管工作过程时的电压电流波形。
设各个阶段的时间依次为t r，t f，t on，t off，在图中采取了分段折线处理，实际的电压电流波形比这复杂。
计算开关管的功耗可以将这四个阶段功耗加起来即为开关管在一个周期的功耗总和。
在开关管截止期间，集电极电压u CE=U C≈U i，(U i为一次整流滤波后的直流电压)，集电极电流i C=I CO(I CO为集电极漏电流)。
开关管导通后，集电极电流从I C1增大到I C2，集电极电压u CB=U CBS（U CBS为饱和压降）。
在开关管由截止转为导通的电压上升期间，或是由导通转为截止的电压下降期间，开关管的电流并不是立即下降至I CO或上升至I C2，而是以某一斜率逐渐下降或上升，这样就会产生开关管的开通损耗与关断损耗，由图2的近似波形可知在开关管电压上升过程中电压和电流分别为：i Cr= I c0+(I C1-I C0) t / t rU CEr=U C-(U C-U CES) t / t r下降期间其电压和电流分别为：i CF=I C2-(I C2-I C0) t / t fu CEF=U CE S+(U C-U CES) t / t f开关管在开通阶段的损耗为开关管在关断阶段的损耗为实际上，目前大功率开关管生产工艺已较成熟，即使在晶体管表面温度达到100℃时[见参献文献[3]，UCES约为1～3V，I C0约0.5～1mA，而U C≈U i，一般U i为220V交流电直接整流滤波后的直流电压，其值为300V左右，而I C约为数百毫安至数安培，考虑到U C﹥﹥U CES,I C1﹥﹥I CO,I C2﹥﹥I C0从而有W r≈I C1U C t r，W f≈I C2U C t f开关管在导通阶段的损耗为开关管在截止阶段的损耗为W off=I C0U C t off一周期内开关管的平均损耗为当脉冲变压器电感量L最够大时，开关管导通期间集电极电流变化不大，IC1≈IC2=IC，可得P C=1/T [I C0U C t off+I C U CESton+I C U C(t r+t f)]整流二极管的功耗整流二极管的功率损耗主要分为正向导通功率损耗和反向截止时的功率损耗，图3为二极管工作时的电压和电流波形图。
功率开关管功耗计算方法
功率开关管功耗的计算 1) 开关管导通时的功耗测试 开通时间 Ton(uS) 4.955 (时间测量以电压波形为基准) 开通时电流的最小值 Ion-min(A) 0.222 开通时电流的最大值 Ion-max(A) 0.644 规格书上的导通电阻 Ron-resistance(homn) 3 2) 开关管由开通到关断的功耗测试 由开通到关断的时间 Toff-rise(nS) 100 (测量电压波形的上升时间,单位 ns) 由开通到关断电压的最大值 Voff-max(V) 288 由开通到关断电流的最大值 Ioff-max(A) 0.637 3) 开关管由关断到导通时的功耗测试
计算公式: Ploss=Pswitch+Pon-resistance Pswitch=(1/6*Voff-max*Ioff-max*Toff-rise+1/6*Von-max*Ion-max*Tonfall)/(0.5*(Ion-min+Ion-max)) *Ton/Tperiod 降额(%)=(Tmax+Rjc*Ploss)/Tmax-spec*100%
由关断到导通的时间 Ton-fall(nS) 47 (测量电压波形的下降时间,单位 ns) 由关断到导通电压的最大值 Von-max(V) 198 由关断到导通电流的最大值 Ion-max(A) 0.491 4) 周期时间的测量 开关周期时间 Tperiod(uS) 11.6762 开关管的开关损耗 Pswitch(W) 0.327087666 开关管的导通损耗 Pon-resistance(W) 0.477385448 开关管的总功耗 Ploss(W) 0.804473114 5) 温度降额的计算 结点到表面的热阻 Rjc(℃/W) 10 开关管的最高工作温度 Tmax-spec(℃) 150 高温测得的开关管表面温度 Tmax(℃) 81.8 89.8 开关管的实际温度降额(%) 59.9
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功率开关管功耗的计算1) 开关管导通时的功耗测试开通时间Ton(uS) 4.955 (时间测量以电压波形为基准)开通时电流的最小值Ion-min(A) 0.222开通时电流的最大值Ion-max(A) 0.644规格书上的导通电阻Ron-resistance(homn) 32) 开关管由开通到关断的功耗测试由开通到关断的时间Toff-rise(nS) 100 (测量电压波形的上升时间,单位ns)由开通到关断电压的最大值V off-max(V) 288由开通到关断电流的最大值Ioff-max(A) 0.6373) 开关管由关断到导通时的功耗测试由关断到导通的时间Ton-fall(nS) 47 (测量电压波形的下降时间,单位ns)由关断到导通电压的最大值V on-max(V) 198由关断到导通电流的最大值Ion-max(A) 0.4914) 周期时间的测量开关周期时间Tperiod(uS) 11.6762开关管的开关损耗Pswitch(W) 0.327087666开关管的导通损耗Pon-resistance(W) 0.477385448开关管的总功耗Ploss(W) 0.8044731145) 温度降额的计算结点到表面的热阻Rjc(℃/W) 10开关管的最高工作温度Tmax-spec(℃) 150高温测得的开关管表面温度Tmax(℃) 81.8 89.8开关管的实际温度降额(％) 59.9计算公式:Ploss=Pswitch+Pon-resistancePswitch=(1/6*V off-max*Ioff-max*Toff-rise+1/6*V on-max*Ion-max*Ton-fall)/TperiodPon-resistance=(0.5*(Ion-min+Ion-max))^2*Ton/Tperiod降额(％)=(Tmax+Rjc*Ploss)/Tmax-spec*100％3842电路的保护---个人经验（原创）3842电路的保护用UC3842做的开关电源的典型电路见图1。
过载和短路保护，一般是通过在开关管的源极串一个电阻（R4），把电流信号送到3842的第3脚来实现保护。
当电源过载时，3842保护动作，使占空比减小，输出电压降低，3842的供电电压Vaux也跟着降低，当低到3842不能工作时，整个电路关闭，然后靠R1、R2开始下一次启动过程。
这被称为“打嗝”式（hiccup）保护。
在这种保护状态下，电源只工作几个开关周期，然后进入很长时间（几百ms到几s）的启动过程，平均功率很低，即使长时间输出短路也不会导致电源的损坏。
由于漏感等原因，有的开关电源在每个开关周期有很大的开关尖峰，即使在占空比很小时，辅助电压Vaux也不能降到足够低，所以一般在辅助电源的整流二极管上串一个电阻（R3），它和C1形成RC滤波，滤掉开通瞬间的尖峰。
仔细调整这个电阻的数值，一般都可以达到满意的保护。
使用这个电路，必须注意选取比较低的辅助电压Vaux，对3842一般为13～15V，使电路容易保护。
图1是使用最广泛的电路，然而它的保护电路仍有几个问题：1. 在批量生产时，由于元器件的差异，总会有一些电源不能很好保护，这时需要个别调整R3的数值，给生产造成麻烦；2. 在输出电压较低时，如3.3V、5V，由于输出电流大，过载时输出电压下降不大，也很难调整R3到一个理想的数值；3. 在正激应用时，辅助电压Vaux虽然也跟随输出变化，但跟输入电压HV的关系更大，也很难调整R3到一个理想的数值。
这时如果采用辅助电路来实现保护关断，会达到更好的效果。
辅助关断电路的实现原理：在过载或短路时，输出电压降低，电压反馈的光耦不再导通，辅助关断电路当检测到光耦不再导通时，延迟一段时间就动作，关闭电源。
图2、3、4是常见的电路。
图2采取拉低第1脚的方法关闭电源。
图3采用断开振荡回路的方法。
图4采取抬高第2脚，进而使第1脚降低的方法。
在这3个电路里R3电阻即使不要，仍能很好保护。
注意电路中C4的作用，电源正常启动，光耦是不通的，因此靠C4来使保护电路延迟一段时间动作。
在过载或短路保护时，它也起延时保护的左右。
在灯泡、马达等启动电流大的场合，C4的取值也要大一点。
DC/DC变换器的PWM控制技术转载人：Power App发布时间：2003年10月20日内容:DC/DC变换器广泛应用于便携装置（如笔记本计算机、蜂窝电话、寻呼机、PDA等）中。
它有两种类型，即线性变换器和开关变换器。
开关变换器因具有效率高、灵活的正负极性和升降压方式的特点，而备受人们的青睐。
开关稳压器利用无源磁性元件和电容电路元件的能量存储特性，从输入电压源获取分离的能量，暂时地把能量以磁场形式存储在电感器中，或以电场形式存储在电容器中，然后将能量转换到负载，实现DC/DC变换。
实现能量从源到负载的变换需要复杂的控制技术。
现在，大多数采用PWM（脉冲宽度调制）技术。
从输入电源提取的能量随脉宽变化，在一固定周期内保持平均能量转换。
PWM的占空因数（δ）是“on”时间（ton，从电源提取能量的时间）与总开关周期（T）之比。
对于开关稳压器，其稳定的输出电压正比于PWM占空因数，而且控制环路利用“大信号”占空因数做为对电源开关的控制信号。
开关频率和储能元件DC/DC变换器中，功率开关和储能元件的物理尺寸直接受工作频率影响。
磁性元件所耦合的功率是：P（L）=1/2（LI2f）。
随着频率的提高，为保持恒定的功率所要求的电感相应地减小。
由于电感与磁性材料的面积和线匝数有关，所以可以减小电感器的物理尺寸。
电容元件所耦合的功率是：P(c)=1/2(CV2f)，所以储能电容器可实现类似的尺寸减小。
元件尺寸的减小对于电源设计人员和系统设计人员来说都是非常重要的，可使得开关电源占用较小的体积和印刷电路板面积。
开关变换器拓扑结构开关变换器的拓扑结构系指能用于转换、控制和调节输入电压的功率开关元件和储能元件的不同配置。
很多不同的开关稳压器拓扑结构可分为两种基本类型：非隔离型（在工作期间输入源和输出负载共用一个共同的电流通路）和隔离型（能量转换是用一个相互耦合磁性元件（变压器）来实现的，而且从源到负载的耦合是借助于磁通而不是共同的电器）。
变换器拓扑结构是根据系统造价、性能指标和输入线/输出负载特性诸因素选定的。
非隔离开关变换器有四种基本非隔离开关稳压器拓扑结构用于DC/DC变换器。
1. 降压变换器降压变换器将一输入电压变换成一较低的稳定输出电压。
输出电压（V out）和输入电压（Vin）的关系为：V out/Vin=δ（占空因数）Vin>V out2. 升压变换器升压变换器将一输入电压变换成一较高的稳定输出电压。
输出电压和输入电压的关系为：V out/Vin=1/（1-δ）Vin3. 逆向变换器逆向变换器将一输入电压变换成一较低反相输出电压。
输出电压与输入电压的关系为：V out/Vin=-δ/（1-δ）Vin>|V out|4.Cuk变换器Cuk(“丘克”)变换器将一输入电压变换成一稳定反相较低值或较高值输出电压（电压值取决于占空因数）。
输出电压输入电压的关系为：V out/Vin=-δ/（1-δ）|Vin|>|V out|，δ<0.5|Vin|<|V out|，δ>0.5隔离开关变换器有很多隔离开关变换器拓扑结构，但其中三种比较通用，它们是：逆向变换器、正向变换器、推挽变换器。
在这些电路中，从输入电源到负载的能量转换是通过一个变压器或其他磁通耦合磁性元件实现的。
1. 逆向隔离变换器逆向隔离变换器将一输入电压变换成一稳定的取决于变压器匝数比的较低值或较高值输出电压。
输出电压与输入电压的关系式为：V out/Vin=（1/N）（δ/（1-δ））Vin>V out或Vin 式中N为变压器匝数比。
2. 正向隔离变换器正向隔离变换器将一输入电压变换成一稳定的取决于变压器匝数比的较低值或较高值输出电压。
输出电压和输入电压关系为：V out/Vin=（1/N）δVin>V out或Vin3. 推挽隔离变换器推挽隔离变换器将一输入电压变换成一稳定较低值输出电压。
它们的关系为：V out/Vin=（2/N）δVin>V outPWM控制技术控制开关DC/DC变换器的反馈回路和稳压特性有两种方法：电压模式控制和电流模式控制。
在电压模式控制中，变换器的占空因数正比于实际输出电压与理想输出电压之间的误差差值；在电流模式控制中，占空因数正比于额定输出电压与变换器控制电流函数之间的误差差值。
控制电流可以是非隔离拓扑结构中的开关电流或隔离拓扑结构中的变压器初级电流。
电压模式控制只响应（调节变换器的占空因数）输出（负载）电压的变化。
这意味着变换器为了响应负载电流或输入线电压的变化，它必须“等待”负载电压（负载调整）的相应变化。
这种等待/延迟会影响变换器的稳压特性，通常“等待”是一个或多个开关周期。
负载或输入电压扰动会产生相应（尽管不一定成比例）的输出电压干扰。
在此电路中，A1是环路误差放大器，A2是PWM比较器，A3是输出驱动器（与功率开关的接口）。
斜波振荡器提供输出电压VOSC，VOSC 在变换器开关周期ts期间从OV到某最大值（对应于最大占空因数）呈线性斜波。
误差放大器对精密温度补偿基准（VREF）和变换器输出电压分量V out（R2/（R1+R2））之间的差值进行比较。
A1的输出VE正比于基准电压和V out之间的差值。
假若输出电压为零，则A1的输出为其最大值，此最大值与振荡器输出斜波最大值相同。
当在PWM比较器A2的输入存在这种条件时，则A2的输出电压在变换器整个开关周期中保持在最大值。
所以，当V out为最小值时，占空因数是在其最大值。
假若实际的输出电压超过V out的调整范围，则A1的输出将为（或接近）零。
在这种条件下，A2的输出在整个开关周期期间将保持在其最小值。
输出电压和变换器占空因数之间的反比关系（即输出电压太低会产生最大占空因数，输出电压太高会产生最小占空因数）为变换器的控制环路提供稳定的反馈机构。
假若能有一种机械使PWM控制可以在单个变换周期内响应负载电流的变化，则“等待”问题和与电压模式控制有关的相应负载调整补偿可以消除。
用电流模式控制做到这点是可能的。
电流模式控制把变换器分成两条控制环路——电流控制通过内部控制环路而电压控制通过外部控制环路。
其结果在逐个开关脉冲上不仅仅可以响应负载电压的变化而且也可响应电流的变化。
上图示出一个典型的电流模式PWM控制电路。
在此电路中，A1是电压环路误差放大器，A2是PWM比较器，A3是输出驱动器（与功率开关的接口）。
振荡器以开关频率fs提供窄同步脉冲。
它把PWM锁存（G1）的输出（Q）置于逻辑高态并表示另一变换周期的开始。