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BUCK电路效率与占空比之间的“千丝万缕”

发布时间:2015-05-08 责任编辑:sherry

【导读】本篇文章探讨了BUCK电路效率与占空比之间的关系,并对其进行了较为详细的分析,在最后还通过举例的方式帮助读者进行理解。希望大家在阅读过本篇文章之后能够有所收获。
 
BUCK电路在电子电路的设计中起到降压的作用。效率越高就代表着降压的效果越好,在BUCK电路中存在着这么一种现象,随着占空比的增加,BUCK电路的效率也会越来越高。很多新手朋友们并不能很好的理解这个问题。本篇文章就将通过讲解和举例来帮助大家理解这种现象的原理。
 
在BUCK电路中效率越高占空比越大,主要是因为在开关管导通期间,输入电源直接向输出提供电能,其中多余的电能存储在输出电感中。占空比越大输入电源箱输出直接提供电能的时间比例越大。对于输出而言,这个过程不需要电磁能量的转换有多少都是百捡的,而开关管关断期间输出需要输出电感由此储能转换为电能的过程,这个过程电感是由损耗的,因此这个过程的比例越大,输出电感吃回扣的机会越多,回扣吃得也越多,相对效率将下降越多。如果占空比为100%,有可能效率达到99%,那么电感就没有吃回扣的机会了。
 
当然还有其它提高效率的因素,这里就不进行赘述了。在此仅说一下电感电磁能量小转换过程的损耗问题。
 
磁芯有铁损和铜损,占空比100%时,只有铜损,储能是,两损皆有。二极管功耗也是一个方面,当然如果大电流,可以用同步续流,但还是占空比越大,效率越高。
 
同样输入电压和输出电流下,用同一块板做BUCK时,FET的损耗基本是一样的,电感铁耗有所下降,电阻损耗也基本不变。如此占空比升高后输出增加,损耗增加分额小的多,效率提高就在情理之中了。
 
为了方便大家更好的理解,这里在讲解的基础上进行举例。
 
变压器为例,我们设计的时候,用到的最大功率并不是效率最高的点。那么对于这个系统或模块,效率最高点就不是最大输出功率的时候了。如果对于一个10A输出的模块不进行任何修改,效率最高可能出现在7A,但我们设计一个7A输出的模块的时候还不会用那么大的变压器、电感之类的呢?答案肯定是不会,如果依旧选用那么大的变压器及电感,也许100%输出就是效率最高的点了。
 
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