透過(guò)電感損耗看電源功耗,計(jì)算變簡(jiǎn)單
發(fā)布時(shí)間:2017-03-30 責(zé)任編輯:susan
【導(dǎo)讀】電源的功耗是多方面的,包括開(kāi)關(guān)損耗、輸入/輸出電容損耗、控制器靜態(tài)功耗以及電感損耗。本文主要介紹 算起來(lái)很簡(jiǎn)單的電感損耗。電感損耗包括兩方面:其一是與磁芯相關(guān)的損耗,即傳統(tǒng)的鐵損;其二是與電感繞組相關(guān)的損耗,即通常所謂的銅損。
Total Power Dissipation(W)= CopperLoss + CoreLoss
CopperLoss = IRMS2* RDC(mΩ)/1000
CoreLoss一般通過(guò)查廠商的表格得出。
某主板上的開(kāi)關(guān)電源照片
1.計(jì)算方法
以Pulse的PA1513NL系列的電感為例,采用PA1513NL.321NLT。在其官網(wǎng)上下載到的datasheet如下?;镜膮?shù)為:電感值為320nH,直流電阻為0.53±11.3%。
在設(shè)計(jì)中,我們將這個(gè)電阻用在了開(kāi)關(guān)頻率為600kHz,負(fù)載電流 ILOAD為30A的BUCK電路中,其中Iripple=30%*ILOAD。
根據(jù)以上公式,可以很容易計(jì)算出最大的銅損為:
CopperLoss = IRMS2* RDC(mΩ)/1000 =(30A)2 *(0.53*111.3% mΩ)/1000 = 0.531W
關(guān)于最大鐵損,先要計(jì)算出△B:(因?yàn)殡姼兄嫡`差是一個(gè)曲線,所以用normal值計(jì)算)
△B = .23* L(nH)* △I = 0.23 * 320(nH)* 30% * ILOAD = 662.4
由于開(kāi)關(guān)電源工作在600KHz的頻率下面,查表可以得到鐵損大概在0.18W左右。
那么總的損耗如下:
Total Power Dissipation(W)= CopperLoss + CoreLoss = 0.711W
通過(guò)查表,可以得到電感在正常工作的情況下,溫升大概是45攝氏度。
評(píng)估電感的損耗主要作用是,一是看電感的損耗是否會(huì)引起電感過(guò)熱的情況,導(dǎo)致電感值下降甚至損壞;第二個(gè)作用是用來(lái)調(diào)整電感的參數(shù),提升整個(gè)電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的效率。
2.關(guān)于CoreLoss
其實(shí)很多電感公司的datasheet上都沒(méi)有給出CoreLoss的計(jì)算方法以及曲線,如果這樣的話,計(jì)算鐵損就幾乎成為一個(gè)不可能事情了。對(duì)于這個(gè)情況,有兩個(gè)建議。
如果這個(gè)電感是用在很大電流的并且比較關(guān)鍵的設(shè)備中的話,那么電感請(qǐng)選有提供鐵損的供應(yīng)商,比如Pulse,Wurth,JW Miller等;如果是在電流比較小或者開(kāi)關(guān)頻率比較低的場(chǎng)合,一般鐵損并不是關(guān)鍵因素。那么先評(píng)估銅損是否OK,留有一定的裕量,如果在后續(xù)的測(cè)試中發(fā)現(xiàn)電感過(guò)熱的話,想辦法降低電源的開(kāi)關(guān)頻率,或者采用DCR小一點(diǎn)的電感。
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