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【讨论】关于开关电源中开关频率与变压器和MOS的选取

【讨论】关于开关电源中开关频率与变压器和MOS的选取

今天在跟公司的工程师探讨中说道这个话题，就是在电源越来越小的情况下，就要求变压器的体积越来越小，变压器体积小，就要求开关频率很高，但是开关频率高啦，MOS管的损耗又会上来，大家觉得是这样的吗？

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LV.11

2

2011-11-30 14:25

如果大家也有这样的困惑，不妨发帖上来大家一起探讨。

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电源网-源源

LV.10

3

2011-11-30 14:30

讨论喽讨论喽~~~zq2007版主，先抛个砖~~~

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LV.11

4

2011-11-30 15:45

@电源网-源源

讨论喽讨论喽~~~zq2007版主，先抛个砖~~~[图片]

请大家看如下的磁芯参数表，

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LV.11

5

2011-11-30 15:47

@zq2007

请大家看如下的磁芯参数表，[图片]

上图中列出的都是频率为100K时可以达到的功率，但是我们实际使用时由于频率一般在65K左右，所以功率达不到表中所列出的功率，是否可以证明开关电源频率越高，变压器的体积就可以越小呢？

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LV.11

6

2011-11-30 15:48

@zq2007

上图中列出的都是频率为100K时可以达到的功率，但是我们实际使用时由于频率一般在65K左右，所以功率达不到表中所列出的功率，是否可以证明开关电源频率越高，变压器的体积就可以越小呢？

请做模块电源的朋友出来说一下你们的见解。

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LV.5

7

2011-11-30 16:19

顶起！来学习哈！

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LV.7

8

2011-11-30 18:31

@zq2007

请做模块电源的朋友出来说一下你们的见解。[图片]

学习来了，楼主先讲讲

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LV.11

9

2011-11-30 18:39

@星夜星辰

顶起！来学习哈！

这个话题不够猛，参与的人气不高啊。

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LV.8

10

2011-11-30 19:54

@zq2007

这个话题不够猛，参与的人气不高啊。

很多专家还没来,再等等.顶...

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LV.1

11

2011-11-30 20:28

等高手来讲解

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LV.6

12

2011-11-30 20:31

@zq2007

上图中列出的都是频率为100K时可以达到的功率，但是我们实际使用时由于频率一般在65K左右，所以功率达不到表中所列出的功率，是否可以证明开关电源频率越高，变压器的体积就可以越小呢？

实际上就是这样的，但随之而来的功耗增加，对开关管、磁芯材质、线包、控制电路等的要求也提高，软开关就是为克服这些而产生的

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LV.5

13

2011-11-30 20:34

现在电源趋于小型化，集成化，数字化等各方面发展。

1楼说的这方面基本是那么回事呢。但是使用场合、条件不一样，需求也不一样啊。

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LV.11

14

2011-11-30 20:50

@星夜星辰

现在电源趋于小型化，集成化，数字化等各方面发展。1楼说的这方面基本是那么回事呢。但是使用场合、条件不一样，需求也不一样啊。

主要是想和大家探讨反激以及QR开关电源的频率最高可以做到多高，频率做高后对其他的元器件有些什么更高的要求。

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LV.11

15

2011-11-30 21:55

@zq2007

主要是想和大家探讨反激以及QR开关电源的频率最高可以做到多高，频率做高后对其他的元器件有些什么更高的要求。

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LV.11

16

2011-11-30 21:57

@zq2007

[图片]

频率与MOS损耗的关系：

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LV.7

17

2011-11-30 22:44

@zq2007

[图片]

既要体积小必然要求频率高，不然就要开发新的磁芯材料

你频率高了必然导致损耗增大，着本身就是个矛盾的事，综合考虑二者是最佳选择

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LV.11

18

2011-12-01 08:05

@ctx1211

既要体积小必然要求频率高，不然就要开发新的磁芯材料你频率高了必然导致损耗增大，着本身就是个矛盾的事，综合考虑二者是最佳选择

分析的很到位。

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LV.7

19

2011-12-01 10:11

@ctx1211

既要体积小必然要求频率高，不然就要开发新的磁芯材料你频率高了必然导致损耗增大，着本身就是个矛盾的事，综合考虑二者是最佳选择

也可从MOS下手,选择较低Ron,Ciss,Coss,Qg等…

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LV.5

20

2011-12-01 15:13

@zq2007

分析的很到位。

楼主的观点呢？你是如何分析的呢？

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LV.11

21

2011-12-01 21:15

@10227

也可从MOS下手,选择较低Ron,Ciss,Coss,Qg等…

现在英飞凌开发出了Rds只有几毫欧的coolmos啦。牛

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LV.8

22

2011-12-02 01:01

现在能量转换都是在电磁之间进行，磁性材料的储能是与频率和体积直接相关的：E=0.5VB²f/u，频率越高、磁性材料的体积越大、磁摆幅越大、磁导率越小都可以提高输出功率。所以要提高功率密度，就要想办法减小体积，提高频率，增大磁摆幅。

从公式上看，降低磁导率也可以提高输出功率，但这样做的话，在相同磁摆幅条件下，磁场强度H将会增大，即NI增大，这样可能会带来更大的损耗，所以通常不会采用这种方法。

频率的提升会带来各种损耗增大，铁损随频率提高而增大，集肤效应和邻近效应使得铜损也会随频率提高而所有增大，MOS管的输入输出结电容损耗、漏感损耗都会随频率的提高而增大，不过这些问题可以通过软开关等技术解决一部分。

频率升高还会带来其他问题，比如EMI、环路响应，不过提高频率是提高功率密度的必然选择。

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LV.11

23

2011-12-02 07:45

@amonson

现在能量转换都是在电磁之间进行，磁性材料的储能是与频率和体积直接相关的：E=0.5VB2f/u，频率越高、磁性材料的体积越大、磁摆幅越大、磁导率越小都可以提高输出功率。所以要提高功率密度，就要想办法减小体积，提高频率，增大磁摆幅。从公式上看，降低磁导率也可以提高输出功率，但这样做的话，在相同磁摆幅条件下，磁场强度H将会增大，即NI增大，这样可能会带来更大的损耗，所以通常不会采用这种方法。频率的提升会带来各种损耗增大，铁损随频率提高而增大，集肤效应和邻近效应使得铜损也会随频率提高而所有增大，MOS管的输入输出结电容损耗、漏感损耗都会随频率的提高而增大，不过这些问题可以通过软开关等技术解决一部分。频率升高还会带来其他问题，比如EMI、环路响应，不过提高频率是提高功率密度的必然选择。

这就需要在选择原材料时格外注意，都要考虑到。

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LV.7

24

2011-12-02 22:32

@amonson

现在能量转换都是在电磁之间进行，磁性材料的储能是与频率和体积直接相关的：E=0.5VB2f/u，频率越高、磁性材料的体积越大、磁摆幅越大、磁导率越小都可以提高输出功率。所以要提高功率密度，就要想办法减小体积，提高频率，增大磁摆幅。从公式上看，降低磁导率也可以提高输出功率，但这样做的话，在相同磁摆幅条件下，磁场强度H将会增大，即NI增大，这样可能会带来更大的损耗，所以通常不会采用这种方法。频率的提升会带来各种损耗增大，铁损随频率提高而增大，集肤效应和邻近效应使得铜损也会随频率提高而所有增大，MOS管的输入输出结电容损耗、漏感损耗都会随频率的提高而增大，不过这些问题可以通过软开关等技术解决一部分。频率升高还会带来其他问题，比如EMI、环路响应，不过提高频率是提高功率密度的必然选择。

E=0.5VB²f/u学习了一个公式，消化消化，感谢高手们无私奉献

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LV.11

25

2011-12-03 08:15

@ncy231

E=0.5VB2f/u学习了一个公式，消化消化，感谢高手们无私奉献

频率的提升会带来各种损耗增大，铁损随频率提高而增大

频率的提升和开关损耗的关系又是怎么样的呢？

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LV.5

26

2011-12-03 12:07

@zq2007

频率的提升会带来各种损耗增大，铁损随频率提高而增大频率的提升和开关损耗的关系又是怎么样的呢？

频率提升，开关损耗肯定增加。详细听楼主讲。

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LV.11

27

2011-12-03 14:17

@星夜星辰

频率提升，开关损耗肯定增加。详细听楼主讲。

频率的提升和MOS的损耗的关系是怎么样的？

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28

2011-12-04 17:19

@zq2007

频率的提升和MOS的损耗的关系是怎么样的？

简单形象的理解就是：随着频率的提升，单位时间里面的开关次数增加了，所以MOSFET 的开关损耗也增大了

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LV.6

29

2011-12-04 17:42

@zq2007

如果大家也有这样的困惑，不妨发帖上来大家一起探讨。[图片]

做谐振拓扑,软开关的目的就是降低开关损耗,其实频率越高,越难控制.

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LV.11

30

2011-12-18 08:53

@心中有冰

简单形象的理解就是：随着频率的提升，单位时间里面的开关次数增加了，所以MOSFET的开关损耗也增大了

冰版解释的很到位。

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LV.11

31

2011-12-18 08:53

@zq2007

冰版解释的很到位。[图片]

大家对NCE的Coolmos有了解吗，用的人多吗？

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