Максимизация эффективности коммутационных источников питания

Зачем проводить время в блоках питания в режиме переключения, чтобы максимизировать эффективность? Более эффективные регуляторы переключения делают вас соотношением цены и качества. В мире мобильных устройств энергопотребление должно быть сведено к минимуму, а мощность не должна быть потрачена впустую.

Основной источник потерь
Основной источник потерь впереключение источников питанияизменяется в зависимости от тока нагрузки. При высоких токах основным источником потерь является мощность, преобразованная в тепло сопротивлением полевого транзистора (FET) и индуктора. При низких токах основной блок питания будет включать и выключать FET.

Это лучший выбор между большой нагрузкой и легкой нагрузкой. Именно здесь уравновешиваются эффекты мощности затвора и потери сопротивления и достигается максимальная эффективность. В идеале здесь будет работать регулятор, но это зависит от величины потребляемого нагрузкой тока. На диаграмме, представленной в техническом описании преобразователя, номинальное потребление тока сравнивается с потребляемым током для достижения максимальной эффективности.

Оптимизация FET
Требования к FET будут варьироваться в зависимости от конструкции. Не существует единого идеального FET для каждого применения, но есть некоторые ключевые критерии, которые можно использовать для максимизации эффективности. Уменьшите сопротивление между сливом и источником FET. После завершения арифметики для определения потери мощности убедитесь, что FET или интегральная схема могут эффективно рассеивать энергию в виде тепла. По мере повышения температуры полупроводника сопротивление будет уменьшаться.

Синхронные и асинхронные преобразователи
Синхронные преобразователи имеют встроенные переключатели нижней стороны, которые заменяют диоды выпрямителя, используемые в асинхронных преобразователях. Синхронные преобразователи почти всегда более эффективны, чем асинхронные преобразователи. При любом разумном РДС (
Для асинхронных преобразователей диоды Шоттки могут стать хорошей заменой выпрямительным диодам. Их переднее давление намного ниже. Время восстановления обратной полярности диодов Шоттки медленное, поэтому обязательно используйте частоту, подходящую для диодов Шоттки.

Коэффициент индуктивности
Как и в случае с полевыми транзисторами, в сопротивлении индуктора (DCR) происходит рассеивание мощности. Выбор индуктора с меньшим DCR помогает снизить энергопотребление. Потери ядра будут увеличиваться с увеличением частоты переключения и вышепереключение источников питаниячастота позволяет выбирать физически меньшие индукторы.

Обратитесь к техническому описанию
Многие технические описания теперь содержат диаграммы эффективности и рекомендуемые значения компонентов. Иногда они даже включают рекомендуемый номер детали. Производители также стремятся максимально использовать свои DC-DC преобразователи. Хотя вы вряд ли увидите те же результаты в почти идеальной тестовой среде, лучше всего использовать их в качестве отправной точки для проверки ваших чисел.

Основными способами повышения эффективности в импульсном режиме питания являются:
Минимизация RDS FET и DCR индуктора
Рассмотрите возможность использования конвертера синхронизации, когда это возможно
Определение оптимальной точки частоты, на которую выключаются электрические индукционные переключатели
Прочитайте техническое описание и обратитесь к эталонному проекту производителя