Säätötilan virtalähteitä (SMPS) käytetään laajalti tehokkaaseen sähkön muuntamiseen. Näiden laitteiden tehohäviöiden laskenta- ja vähentämistapojen ymmärtäminen on olennaista suorituskyvyn ja pitkäikäisyyden parantamiseksi. Tässä artikkelissa on yleiskatsaus menetelmiin, joilla voidaan analysoida ja lieventää tehohäviöitä SMPS:ssä.

Virtahäviöiden laskeminen SMPS-järjestelmissä

HMV-laitteiden tehonmenetykset johtuvat pääasiassa johtumisesta, vaihtamisesta ja magneettisista komponenteista. Näiden menetysten arvioimiseksi on tärkeää analysoida kunkin komponentin osuutta toiminnan aikana.

Johtohäviöt tapahtuvat, kun virta virtaa resistenttien osien, kuten transistoreiden ja diodien, kautta. Nämä lasketaan kertomalla virran neliö vastus (I2[ R). Vaihtohäviöt tapahtuvat siirtymäjaksojen aikana, jolloin laitteet vaihtavat tilaa ja magneettihäviöt liittyvät muuntajaan ja induktoriytimen ytimeen hystereesiin ja eddyvirtauksiin.

Menetelmät virranmenetyksen vähentämiseksi

Tehohäviöiden vähentäminen edellyttää asianmukaisten osien valintaa ja piirisuunnittelun optimointia. Käyttämällä komponentteja, joilla on alhainen on-resistentti (RDS(on)[) transistoreille ja diodien pienien etujännitepisaroiden käyttöä, voidaan vähentää merkittävästi johtumishäviöitä.

Vaihtohäviöt voidaan minimoida käyttämällä pehmeitä kytkintekniikoita, kuten nollajännitekytkintä (ZVS) tai nollavirtakytkintä (ZCS). Oikein layout ja napapiirit auttavat myös vähentämään jännitepiikkejä ja sähkömagneettisia häiriöitä.

Lisästrategiat

  • Käytä korkealaatuisia magneettisia komponentteja, joiden ydinhäviöt ovat vähäisiä
  • Toteuta asianmukainen lämmönhallinta ylikuumenemisen estämiseksi
  • Optimoi kytkentätaajuus tehokkuustasapainoa varten
  • Työskennelkää synkroninen korjaus diodien sijaan