今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)碛嬎?a href="/tags/開關損耗" target="_blank">開關損耗的方法的有關報道，通過閱讀這篇文章，大家可以對它具備清晰的認識，主要內(nèi)容如下。

一、開關損耗

開關管工作狀態(tài)有兩種:斷開狀態(tài)和導通狀態(tài)。斷開狀態(tài)時, 流過開關的電流為0, 雖然開關兩端電壓不為0,但P =UI =0,所以不消耗功率。導通狀態(tài)時, 開關上流過電流, 但開關兩端電壓為0, 同樣P =UI =0。實際上開關器件開關時總有一個過渡狀態(tài),會導致開關損耗。而且開關損耗與開關頻率成正比。

開關損耗包括導通損耗和截止損耗。導通損耗產(chǎn)生的原因:導通瞬間開關器件電壓的不能馬上降為0, 而電流從0已上升,因此在開關管上產(chǎn)生電壓電流交替現(xiàn)象,而產(chǎn)生損耗電壓不能馬上降為0的原因是開關器件上有寄生電容,電容上電壓不能突變,即不能馬上降為0, 從而產(chǎn)生功率損耗。在導通過程中,寄生電容的儲能通過開關器件放掉而損失。截止損耗產(chǎn)生的原因:截止瞬間開關器件電流不能馬上降為0, 而電壓已經(jīng)從0上升, 在開關器件上產(chǎn)生電壓電流交替現(xiàn)象。電流不能馬上為0的原因是, 與開關器件連接的電路中有寄生電感, 阻礙電流變化。并且逆變電路中變壓器是電感元件, 當開關突然關斷時, 變壓器電感元件電流不能突變,并會產(chǎn)生很大的反激電壓, 阻礙電流變化, 通過電路加在開關管上, 產(chǎn)生比較大的損耗。提高開關速度不但不能消除損耗, 反而會使反激電壓越大,損耗更大。

一般情況下, 截止損耗比導通損耗大很多。因為導通變截止時,功率管大電流突然降為0時,產(chǎn)生較大的反激電壓,從而使開關管功率損耗比較大。減少開關損耗, 關鍵是減少截止損耗。

二、通過波形的線性近似分割來計算損耗的方法

通過在線性近似有效范圍內(nèi)對所測得的波形進行分割，可以計算出功率損耗。

1、導通和關斷區(qū)間的開關損耗

首先，計算開通和關斷時間內(nèi)消耗的功率損耗Pton和Ptoff。波形使用圖1中的示例波形。功率損耗使用表1中的近似公式來計算。由于計算公式會因波形的形狀而有所不同，因此請選擇接近測得波形的近似公式。

在圖1的波形示例中，開通時的波形被分割為兩部分，前半部分（ton1）使用表1中的例2。另外，使用公式ID1?0作為條件。后半部分（ton2）使用例3中的公式VDS2?0。

在圖1中，會因MOSFET的導通電阻和ID而產(chǎn)生電壓VDS2(on)，但如果該電壓遠低于VDS的High電壓，就可以視其為零。

圖1. 開關損耗波形示例

綜上所述，可以使用下面的公式（1）來近似計算開通時的功率損耗。

同樣，將關斷時的波形也分為兩部分，前半部分（toff1）使用表1的例1中的公式VDS1?0，后半部分使用（toff2）例8中的公式ID2?0。在圖1中，由于前述的原因，會產(chǎn)生電壓VDS1(off)，但如果該電壓遠低于VDS的High電壓，則將其按“零”處理。這樣，就可以使用下面的公式（2）來近似計算關斷時的功率損耗。

表1. 各種波形形狀的線性近似法開關損耗計算公式

2、導通期間的功率損耗

接下來，我們來計算導通期間消耗的功率損耗。圖2是用來計算導通損耗的波形示例。由于在TON區(qū)間MOSFET是導通的，因此VDS是MOSFET導通電阻和ID的乘積。有關導通電阻的值，請參閱技術規(guī)格書。需要從表2中選擇接近該波形形狀的例子并使用其近似公式來計算功率損耗。

圖2. 導通損耗波形示例

在本示例中，我們使用表2中的例1。MOSFET導通期間的導通損耗可以用下面的公式（3）來計算。

表2. 各種波形形狀的線性近似法導通損耗計算公式

MOSFET關斷時的功率損耗在圖2中位于TOFF區(qū)間，由于MOSFET關斷時的ID足夠小，因此將功率損耗視為零。

3、總損耗

如公式（4）所示，MOSFET開關工作時的總功率損耗為此前計算出的開關損耗和導通損耗之和。

需要注意的是，表1和表2中的每個例子都有“參見附錄”的注釋，在附錄中有每個例子的詳細計算示例。各計算示例將會在后續(xù)的“各種波形的開關損耗計算示例”和“各種波形的導通損耗計算示例”中出現(xiàn)。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關開關損耗計算方法的內(nèi)容，希望大家對本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章，可以在網(wǎng)頁頂部選擇相應的頻道哦。