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BUCK電路效率與占空比之間的“千絲萬縷”

發(fā)布時間:2015-05-08 責(zé)任編輯:sherry

【導(dǎo)讀】本篇文章探討了BUCK電路效率與占空比之間的關(guān)系,并對其進行了較為詳細的分析,在最后還通過舉例的方式幫助讀者進行理解。希望大家在閱讀過本篇文章之后能夠有所收獲。
 
BUCK電路在電子電路的設(shè)計中起到降壓的作用。效率越高就代表著降壓的效果越好,在BUCK電路中存在著這么一種現(xiàn)象,隨著占空比的增加,BUCK電路的效率也會越來越高。很多新手朋友們并不能很好的理解這個問題。本篇文章就將通過講解和舉例來幫助大家理解這種現(xiàn)象的原理。
 
在BUCK電路中效率越高占空比越大,主要是因為在開關(guān)管導(dǎo)通期間,輸入電源直接向輸出提供電能,其中多余的電能存儲在輸出電感中。占空比越大輸入電源箱輸出直接提供電能的時間比例越大。對于輸出而言,這個過程不需要電磁能量的轉(zhuǎn)換有多少都是百撿的,而開關(guān)管關(guān)斷期間輸出需要輸出電感由此儲能轉(zhuǎn)換為電能的過程,這個過程電感是由損耗的,因此這個過程的比例越大,輸出電感吃回扣的機會越多,回扣吃得也越多,相對效率將下降越多。如果占空比為100%,有可能效率達到99%,那么電感就沒有吃回扣的機會了。
 
當(dāng)然還有其它提高效率的因素,這里就不進行贅述了。在此僅說一下電感電磁能量小轉(zhuǎn)換過程的損耗問題。
 
磁芯有鐵損和銅損,占空比100%時,只有銅損,儲能是,兩損皆有。二極管功耗也是一個方面,當(dāng)然如果大電流,可以用同步續(xù)流,但還是占空比越大,效率越高。
 
同樣輸入電壓和輸出電流下,用同一塊板做BUCK時,F(xiàn)ET的損耗基本是一樣的,電感鐵耗有所下降,電阻損耗也基本不變。如此占空比升高后輸出增加,損耗增加分額小的多,效率提高就在情理之中了。
 
為了方便大家更好的理解,這里在講解的基礎(chǔ)上進行舉例。
 
變壓器為例,我們設(shè)計的時候,用到的最大功率并不是效率最高的點。那么對于這個系統(tǒng)或模塊,效率最高點就不是最大輸出功率的時候了。如果對于一個10A輸出的模塊不進行任何修改,效率最高可能出現(xiàn)在7A,但我們設(shè)計一個7A輸出的模塊的時候還不會用那么大的變壓器、電感之類的呢?答案肯定是不會,如果依舊選用那么大的變壓器及電感,也許100%輸出就是效率最高的點了。
 
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