开关电源的频率问题

anvy178

开关电源的频率问题 [复制链接]

开关电源的频率 跟效率有啥直接关系没？
开关电源的频率是根据怎么来选择的啊？

qwqwqw2088

当然有关系啦
低频率是最高效率的。但过低的频率带来的是电源体积的庞大。
高频率能带来体积减小和成本的降低。开关频率高到一定程度后，因为铜损增大，磁芯的涡流损耗也增加，IC的开关损耗增加，因此总体效率下降。

anvy178

应该不是频率越低 效率越高吧  举个极端的例子，开一秒 关一秒 这样的话 效率会高吗？ 这个频率 应该有个折中吧？
开关电源新手  见笑

仙猫

1、就开关管而言，主要损耗是发生在过渡过程，开关频率越高，单位时间内的开关次数越多，损耗就越大。

2、就电感而言，开关频率越低，绕组为获得同样感抗所需的圈数就越多，导线电阻越大，于是损耗也就越大。

anvy178

那就说明 这其中 有一个折中的频率 是有比较高的效率的？

qwqwqw2088

高效率和小型化的电源一般开关频率控制在50-100kHz范围内。

anvy178

嗯 市场上 一般都是这种频率的多

chunyang

如4楼所言，效率是多方面折衷后才能取得最佳，不过随着材料技术的不断进步，最佳效率的频率范围已经越来越高。

影响开关电源效率的因素：
1、开关管的损耗
包括开关损耗和传导损耗，开关损耗跟频率正相关，跟开关管的开关速度负相关，传导损耗则由开关管的结构和制造工艺决定，优选方案是高开关速度、低导通内阻的管子。现代MOS管比起双极晶体管而言具有更低的导通内阻和更高的开关速度。
2、续流二极管的损耗
也包括开关损耗和传导损耗，开关损耗跟频率正相关，跟二极管的反向恢复时间负相关，传导损耗则由二极管的结压降决定，优选方案是快恢复、低结压降的管子，小功率应用中肖特基管正符合这样的要求。
3、储能电感的损耗
包括铜损和磁损，铜损跟线圈的内阻正相关，同样电感量下工作频率越低的电感需要更多的绕制圈数，于是铜损与频率负相关。同样工作频率下，磁芯体积较大时可以采用更粗的线径来绕制，于是铜损跟导线线径/电感体积负相关。磁损跟磁性材料的特性有关，跟频率和磁通密度正相关。优选方案是低损耗、高Q值的电感。但是，电感的损耗除跟自身的结构参数有关外，还跟整体电路的原理和结构也有关系。
4、滤波电容的损耗
包括串联等效电阻的损耗、串联等效电感的损耗、介电损耗和漏电流损耗等，考虑到不同容量下的电容材料往往会有很大不同，所以损耗不能简单跟频率挂钩，值得注意的是，可工作频率较高的陶瓷电容损耗往往比铝电解电容低。
5、电路中的其它损耗
这个由电路结构和相关元件的参数决定。

在开关电源系统中，因为影响效率的因素很多，多数情况下似乎频率越高损耗越大，效率自然也越低，但现代开关电源得益于技术的进步反而可能来个大逆转，可以比较一下已有三十年高龄的MC34063和前不久论坛里才试用评估过的采用了同步整流、低内阻高速开关MOS管等新技术的TI易电源二者间的效率。

所以，要比较看来还得有个前提：同样的技术手段下。

奋斗吧小鱼儿

chunyang 发表于 2012-12-19 23:29
如4楼所言，效率是多方面折衷后才能取得最佳，不过随着材料技术的不断进步，最佳效率的频率范围已经越来越 ...

谢谢！