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输入输出电压差与效率的关系

引言 

在开关稳压电源中,输入电压的范围是预知的,输出电压也是知道的,但是输入输出的电压差和转换效率的关系很多人不清楚,有经验的工程师就会根据公式去推导出来输入输出电压差越小,转换效率越高。

电源的效率 

电源的效率image,式中Pout为输出功率,Pd为耗散功率。下面我们用一个简化的功耗计算公式来计算一下,为什么说是简化呢,因为我们的耗散功率有开通损耗,关断损耗,导通损耗以及驱动损耗,为了计算演示更加简洁明了,下面计算的损耗只是考虑了导通损耗(电感的损耗也不考虑),而导通损耗又包含了开关管导通损耗和肖特基导通 损耗。假设电感没有电流纹波,以XL4013为例,输入电压Vin=24V,输出电流Iout=1A,而XL4013开关管的导通电阻Rdson=60mhom,选用的肖特基B540C在1A时的导通压降Vdiode=0.4V,那么在输出12V,5V的情况下损耗如下表:(image

image

其实上面计算开关管的电流有效值的公式并不准确,是一个简化后的计算公式,只是为了简单的计算说明而已。 

由上面的计算可以知道在12V输出的时候,效率为image;而在输出为5V的时候,效率为η =image;由此可见在输入电压24V,输出电压为12V(输入输出压差小)的时候效率比较高。


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