高效率開關電源設計課程(PPT 91頁)

一、開關電源損耗分析與減小的方法
（一）導通損耗分析
1.1 常規技術下變換器的損耗主要是開關管和輸出整流器的損耗
MOS作為開關管時的導通損耗
矩形波電流與占空比的關係
降低開關管的導通電壓可以有效地降低導通損耗
增加占空比可以降低導通損耗
常規技術下開關管的導通損耗比例
1.2 降低導通損耗的方法
1.3.輸出整流器的損耗
需要注意肖特基二極管的漏電流
1.4 同步整流器可以使輸出整流器的導通損耗降低
（二）開關管的開關損耗分析
2.1 開關管開關損耗產生的原因
開關過程對損耗的影響
開關過程對開關損耗的影響
驅動能力對開關損耗產生的影響
柵極電荷對開關損耗產生的影響
二極管反向恢複過程產生對開關管開關損耗產生的影響
二極管的反向恢複電流對開關過程的影響
結溫升高導致反向恢複峰值電流的增加
IRM值有多大？
近幾年新出的FRED的IRM則僅為其額定電流的2/3或更低。
特別是IXYS的HiPerDYN? FRED 可以降低到不足額定電流的10%。
碳化矽二極管的反向恢複時間與峰值電流更低
（三）其它元件損耗分析
線路寄生電感產生的開關損耗
1. 輸入整流器的損耗分析
2. 輸出整流器損耗分析
二極管的導通損耗對比較高的輸出電壓電路的效率影響比較小
低電壓輸出時整流二極管的損耗不可忽視（1）
低電壓輸出時整流二極管的損耗不可忽視（2）
肖特基二極管在高溫狀態下的漏電流損耗不可忽視
同步整流器可以提高輸出整流器的效率
3. 變壓器與電感損耗分析
變壓器漏感儲能的處理與效率
變壓器漏感儲能的處理與效率（1）
變壓器激磁電感儲能的處理與效率（2）
變壓器激磁電感儲能的處理與效率（3）
變壓器激磁電感與漏感儲能的處理與效率
變壓器漏電感儲能的處理與效率
4. 電容器損耗分析
輸入整流濾波電容器的損耗分析
輸出整流濾波電容器的損耗分析
5. 緩衝電路的損耗
（四）減小開關損耗分析
4.1 用常規技術減小開關管開關損耗
開關過程的負載線
緩衝電路
DCR存在的問題
4.2 采用諧振複位技術降低開關管的開關損耗
緩衝電路作用期間
緩衝電路的複位過程
相關波形
雙管箝位的無源無損耗緩衝電路
開關管導通狀態
緩衝電路起作用期間的等效電路
箝位二極管導通
開關管重新導通與緩衝電路複位
無源無損耗緩衝電路對效率的貢獻
無源無損耗緩衝電路的優缺點
如何克服無源無損耗緩衝電路的缺點？
（四）諧振式工作模式可以降低開關損耗
準諧振反激式開關電源的主電路
緩衝電路作用於複位的等效電路
主要波形
與無源無損耗緩衝電路相比的優點
效率改善情況
準諧振反激式開關電源的不足
進一步改進效率的思路
（四）零電壓開關可以有效的“消除”開關損耗
4.1 自然零電壓開關最簡單
實現零電壓開通的條件
如何創造零電壓開通條件？
橋式電路結構的零電壓開關過程分析
開關管關斷過程的電壓/電流波形
續流二極管續流電感中的電流
下邊的開關管開通
開關管零電壓開通過程主要波形
零電壓關斷的條件
零電壓開關同步整流器
自然零電壓開關的主要波形
（五）LLC諧振橋式變換器
開關頻率低於LC諧振頻率時的等效電路
開關頻率低於LC諧振頻率的主要波形
開關頻率高於LC諧振頻率的主要波形
電路特點

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