스위칭 전원 공급 장치 내부의 손실은 무엇입니까?

스위칭 전원 공급 장치 내부의 손실은 무엇입니까?

스위칭 전원장치 내부의 주요 손실 스위칭 전원장치의 효율을 향상시키기 위해서는 각종 손실을 구분하여 대략적으로 추정할 필요가 있다. 스위칭 전원 공급 장치의 내부 손실은 크게 스위칭 손실, 전도 손실, 추가 손실 및 저항 손실의 네 가지 측면으로 나눌 수 있습니다. 이러한 손실은 종종 손실 구성 요소에서 함께 발생하며 아래에서 별도로 설명합니다.

전원 스위칭과 관련된 손실

전원 스위치는 일반적인 스위칭 전원 공급 장치 내부의 두 가지 주요 손실 원인 중 하나입니다. 손실은 기본적으로 전도 손실과 스위칭 손실의 두 부분으로 나눌 수 있습니다. 전도 손실은 전원 장치를 켜고 구동 및 스위칭 파형이 안정화된 후 전원 스위치가 도통 상태에 있을 때의 손실입니다. 스위칭 손실은 전원 스위치가 구동될 때 발생하고 새로운 작동 상태로 들어가며 파형이 전환될 때 구동 및 스위칭 손실이 발생합니다. 이러한 위상과 해당 파형은 그림 1에 나와 있습니다.

전도 손실은 스위치 양단의 전압과 전류 파형의 곱으로 측정할 수 있습니다. 이러한 파형은 거의 선형이며 전도 중 전력 손실은 식(1)에 의해 제공됩니다.

이 손실을 제어하는 ​​일반적인 접근 방식은 전원 스위치의 전도 기간 동안 전압 강하를 최소화하는 것입니다. 이 목표를 달성하기 위해 설계자는 스위치가 포화 상태에서 작동하도록 해야 합니다. 이러한 조건은 베이스 또는 게이트 과전류 드라이브를 통해 방정식 (2a) 및 방정식 (2b)에 의해 제공되며 컬렉터 또는 드레인 전류가 전원 스위치 자체가 아닌 외부 구성 요소에 의해 제어되도록 합니다.

전력 스위칭 전환 중 스위칭 손실은 자체 요소와 관련 구성 요소의 영향으로 인해 더 복잡합니다. 손실 관련 파형은 전압 프로브의 드레인-소스(컬렉터-이미터) 끝에 연결된 오실로스코프에서만 관찰할 수 있으며 AC 전류 프로브는 드레인 또는 컬렉터 전류를 측정할 수 있습니다. 각 스위칭 순간의 손실을 측정할 때는 차폐된 짧은 리드 프로브를 사용해야 합니다. 차폐되지 않은 와이어의 길이에 따라 다른 전원에서 노이즈가 유입되어 실제 파형을 정확하게 표시할 수 없기 때문입니다. 좋은 파형이 얻어지면 삼각형과 사각형을 합하는 간단한 방법으로 이 두 곡선으로 둘러싸인 영역을 대략적으로 계산할 수 있습니다. 턴온 손실은 공식 (3)으로 계산할 수 있습니다.

이 결과는 전원 스위치가 켜진 기간 동안의 손실 값에만 스위칭 기간 동안의 총 손실 값을 얻기 위한 끄기 및 전도 손실을 더한 것입니다.

출력 정류기와 관련된 손실

일반적인 비동기식 정류기 스위칭 전원 공급 장치 내부의 총 손실에서 출력 정류기의 손실은 총 손실의 40% -65%를 차지합니다. 따라서 이 부분을 이해하는 것이 매우 중요합니다. 그림 2에서 출력 정류기와 관련된 파형을 볼 수 있습니다.