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高導(dǎo)線的直流電阻降低開(kāi)關(guān)電源效率

發(fā)布時(shí)間:2020/3/25 21:28:57 訪問(wèn)次數(shù):2258

MAX746ESE-T根據(jù)使用場(chǎng)合的不同,對(duì)品質(zhì)因數(shù)Q的要求也不同。對(duì)調(diào)諧回路中的電感線圈,Q值要求較高,因?yàn)镼值越高,回路的損耗就越小,回路的效率就越高;對(duì)鵝合線圈來(lái)說(shuō),Q值可以低一些;而對(duì)于低頻或高頻扼流圈,則可以不做要求。

實(shí)際上,Q值的提高往往受到一些因素的限制,如導(dǎo)線的直流電阻、線圈骨架的介質(zhì)損耗、鐵心和屏蔽引起的損耗以及高頻工作時(shí)的集膚效應(yīng)等。因此,線圈的Q值不可能做得很高,通常Q值為幾十至一百,最高也只有四五百。

Q值相當(dāng)于D值的倒數(shù)。損失角即D值: 一般電解電容器因?yàn)閮?nèi)阻較大故D值較高, 其規(guī)格視電容值高低決定, 為0.1-0.24以下. 塑料薄膜電容器則D值較低, 視其材質(zhì)決定為0.001-0.01以下. 陶瓷電容器視其材質(zhì)決定, Hi-K type 及S/C type為0.025以下. T/C type其規(guī)格以Q值表示需高于400-1000.


高ESR會(huì)降低開(kāi)關(guān)電源效率,既然輸入和輸出電容在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期通過(guò)ESR 充電、放電。這導(dǎo)致I2× RESR 功率損耗。這個(gè)損耗(PCAP(ESR))可以按照下式計(jì)算:

PCAP(ESR) = ICAP(RMS)2 × RESR

ICAP(RMS)是流經(jīng)電容的交流電流有效值RMS。對(duì)降壓電路的輸出電容,可以采用電感紋波電流的有效值RMS。輸入濾波電容的RMS 電流的計(jì)算比較復(fù)雜,可以按照下式得到一個(gè)合理的估算值:

ICIN(RMS) = IOUT/VIN × [VOUT (VIN - VOUT)]1/2

為減小電容功率損耗,選擇低ESR 電容,有助于SMPS 電源降低紋波電流。ESR是產(chǎn)生輸出電壓紋波,選擇低ESR的電容提高效率,還能得到其它好處。

電介質(zhì)的電容具有不同的ESR 等級(jí)。特定的容量和額定電壓,鋁電解電容和鉭電容就比陶瓷電容具有更高的ESR 值。聚酯和聚丙烯電容的ESR 值介于它們之間,但這些電容尺寸較大,SMPS 中很少使用。

給定類型的電容,較大容量、較低的fS 能夠提供較低的ESR。大尺寸電容通常也會(huì)降低ESR,但電解電容會(huì)帶來(lái)較大的等效串聯(lián)電感。陶瓷電容被視為比較好的折中選擇,電容值一定的條件下,較低的電容額定電壓也有助于減小ESR。



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(素材來(lái)源:eccn和21IC.如涉版權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除。特別感謝)

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實(shí)際上,Q值的提高往往受到一些因素的限制,如導(dǎo)線的直流電阻、線圈骨架的介質(zhì)損耗、鐵心和屏蔽引起的損耗以及高頻工作時(shí)的集膚效應(yīng)等。因此,線圈的Q值不可能做得很高,通常Q值為幾十至一百,最高也只有四五百。

Q值相當(dāng)于D值的倒數(shù)。損失角即D值: 一般電解電容器因?yàn)閮?nèi)阻較大故D值較高, 其規(guī)格視電容值高低決定, 為0.1-0.24以下. 塑料薄膜電容器則D值較低, 視其材質(zhì)決定為0.001-0.01以下. 陶瓷電容器視其材質(zhì)決定, Hi-K type 及S/C type為0.025以下. T/C type其規(guī)格以Q值表示需高于400-1000.


高ESR會(huì)降低開(kāi)關(guān)電源效率,既然輸入和輸出電容在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期通過(guò)ESR 充電、放電。這導(dǎo)致I2× RESR 功率損耗。這個(gè)損耗(PCAP(ESR))可以按照下式計(jì)算:

PCAP(ESR) = ICAP(RMS)2 × RESR

ICAP(RMS)是流經(jīng)電容的交流電流有效值RMS。對(duì)降壓電路的輸出電容,可以采用電感紋波電流的有效值RMS。輸入濾波電容的RMS 電流的計(jì)算比較復(fù)雜,可以按照下式得到一個(gè)合理的估算值:

ICIN(RMS) = IOUT/VIN × [VOUT (VIN - VOUT)]1/2

為減小電容功率損耗,選擇低ESR 電容,有助于SMPS 電源降低紋波電流。ESR是產(chǎn)生輸出電壓紋波,選擇低ESR的電容提高效率,還能得到其它好處。

電介質(zhì)的電容具有不同的ESR 等級(jí)。特定的容量和額定電壓,鋁電解電容和鉭電容就比陶瓷電容具有更高的ESR 值。聚酯和聚丙烯電容的ESR 值介于它們之間,但這些電容尺寸較大,SMPS 中很少使用。

給定類型的電容,較大容量、較低的fS 能夠提供較低的ESR。大尺寸電容通常也會(huì)降低ESR,但電解電容會(huì)帶來(lái)較大的等效串聯(lián)電感。陶瓷電容被視為比較好的折中選擇,電容值一定的條件下,較低的電容額定電壓也有助于減小ESR。



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