功率開關對電源效率的影響(飛兆案例)
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(2)
使用公式 (1) 和 (2) 詳細計算輸出電壓
(3)
VSR 是 SR 處于充電模式時 MOSFET 兩端的電壓。
im 的 DC 和紋波成分可從下式獲得：
(4)
(5)
這里，ILO1 和 ILO2 是輸出電感電流的 DC 成分。
設計示例和實驗結果
在本節(jié)中討論一個設計示例，目標系統(tǒng)是輸出電壓為 12V 和輸出負載電流為 30A 的 PC 電源，由于輸入通常來自功率因數校正 (PFC) 電路，輸入電壓的范圍并不寬泛，目標規(guī)范如下：
標稱輸入電壓：390 VDC
輸入電壓范圍：370 VDC ~ 410 VDC
輸出電壓：12 V
輸出電流：30 A
開關頻率：100 kHz
圖3 360 W PC電源的設計示例 (12 V, 30 A)
圖 3 所示為參考設計的完整原理圖，變壓器的電氣特性如表 1 所示。
表 I 所設計變壓器的電氣特性
圖 4 和圖 5 所示為轉換器在標稱輸入和全負載情況下的實驗波形。S1 的柵極信號，主變壓器的初級端和次級端的電壓和初級端電流如圖4所示。請留意這些波形與理論分析很好地吻合，包括ZVS 運作。輸出電感電流和 SR 的電流如圖 5 所示，由于占空比和寄生組件，輸出電感電流是不均衡的，這意味著平均勵磁電流小于中心抽頭式配置(注 1)。
圖4 實驗結果 I
圖5 實驗結果II
圖 6 所示為不同負載情況下的 ZVS 運作，顯示了低側開關的漏極電壓和柵極信號，轉換器在負載低至 30% 的情況下仍表現為 ZVS 運作。
圖6 ZVS 運作驗證;(a) 30% 負載;(b) 20% 負載狀況
圖7 測得的效率
轉換器的效率如圖 7 所示，在額定負載為 20%、50% 和 100% 的情況下測得的效率分別為93.7%、94.6% 和 93.1%，這顯示了邊際性能，因而使用設計優(yōu)良的 PFC 和 DC-DC 級能夠達到85 PLUS 規(guī)范要求。
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