芯耀
4萬
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1、概述
電源的功耗是多方面的，包括開關(guān)損耗、輸入 / 輸出電容損耗、控制器靜態(tài)功耗以及電感損耗。本文主要介紹 算起來很簡單的電感損耗。電感損耗包括兩方面：其一是與磁芯相關(guān)的損耗，即傳統(tǒng)的鐵損；其二是與電感繞組相關(guān)的損耗，即通常所謂的銅損。
Total Power Dissipation（W）= CopperLoss + CoreLoss
CopperLoss = ?IRMS2*?RDC(mΩ)/1000
CoreLoss一般通過查廠商的表格得出。
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某主板上的開關(guān)電源照片
2、計(jì)算方法
以 Pulse 的 PA1513NL 系列的電感為例，采用 PA1513NL.321NLT。在其官網(wǎng)上下載到的 datasheet 如下?；镜膮?shù)為：電感值為 320nH,直流電阻為 0.53±11.3%。
在設(shè)計(jì)中，我們將這個電阻用在了開關(guān)頻率為 600kHz,負(fù)載電流?ILOAD為 30A 的 BUCK 電路中，其中 Iripple=30%*ILOAD。
根據(jù)以上公式，可以很容易計(jì)算出最大的銅損為：
CopperLoss =? IRMS2* RDC(mΩ)/1000? =（30A）2 *(0.53*111.3% mΩ）/1000 = 0.531W
關(guān)于最大鐵損，先要計(jì)算出△B：(因?yàn)殡姼兄嫡`差是一個曲線，所以用 normal 值計(jì)算)
△B = .23* L(nH)* △I = 0.23 * 320（nH）* 30% * ILOAD = 662.4?
由于開關(guān)電源工作在 600KHz 的頻率下面，查表可以得到鐵損大概在 0.18W 左右。
那么總的損耗如下：
Total Power Dissipation（W）= CopperLoss + CoreLoss = 0.711W
通過查表，可以得到電感在正常工作的情況下，溫升大概是 45 攝氏度。
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評估電感的損耗主要作用是，一是看電感的損耗是否會引起電感過熱的情況，導(dǎo)致電感值下降甚至損壞；第二個作用是用來調(diào)整電感的參數(shù)，提升整個電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的效率。
3、關(guān)于 CoreLoss
其實(shí)很多電感公司的 datasheet 上都沒有給出 CoreLoss 的計(jì)算方法以及曲線，如果這樣的話，計(jì)算鐵損就幾乎成為一個不可能事情了。對于這個情況，有兩個建議。
如果這個電感是用在很大電流的并且比較關(guān)鍵的設(shè)備中的話，那么電感請選有提供鐵損的供應(yīng)商，比如 Pulse，Wurth，JW Miller 等；
如果是在電流比較小或者開關(guān)頻率比較低的場合，一般鐵損并不是關(guān)鍵因素。那么先評估銅損是否 OK，留有一定的裕量，如果在后續(xù)的測試中發(fā)現(xiàn)電感過熱的話，想辦法降低電源的開關(guān)頻率，或者采用 DCR 小一點(diǎn)的電感。
