改善方法：恒流啟動方式啟動，啟動完成后關閉啟動電路降低損耗。有放電電阻存在，mos開關管每次開關都會產生放電損耗改善方法：可免除電阻放電損耗(注意：此處只能降低電阻放電損耗，漏感能量引起的尖峰損耗是不能避免的)當然最根本的改善辦法是，降低變壓器漏感。

　　電源芯片是需要一定的電流和電壓進行工作的，如果Vcc供電電壓越高損耗越大。改善方法：由于IC內部消耗的電流是不變的，在保證芯片能在安全工作電壓區(qū)間的前提下盡量降低Vcc供電電壓!

　　由于待機時有效工作頻率很低，并且一般限流點很小，磁通變化小，磁芯損耗很小，對待機影響不大，但繞組損耗是不可忽略的。變壓器繞組引起的損耗繞組的層與層之間的分布電容的充放電損耗(分布電容在開關MOS管關斷時充電，在開關MOS管開通時放電引起的損耗。)當測試mos管電流波形時，剛開啟的時候有個電流尖峰主要由變壓器分布電容引起。改善方法:在繞組層與層之間加絕緣膠帶，來減少層間分布電容。

　　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,因此在開關管上產生電壓電流交替現象,而產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, 而電壓已經從0上升, 在開關器件上產生電壓電流交替現象。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。絕大多數電源IC的工作效率可以在特定的工作條件下測得，數據資料中給出了這些參數。Maxim的數據資料給出了實際測試得到的數據，其他廠商也會給出實際測量的結果，但我們只能對我們自己的數據擔保。采用什么秘訣才能達到如此高的效率?我們最好從了解SMPS損耗的公共問題開始，開關電源的損耗大部分來自開關器件(MOSFET和二極管)，另外小部分損耗來自電感和電容。但是，如果使用非常廉價的電感和電容(具有較高電阻)，將會導致?lián)p耗明顯增大。

　　選擇IC時，需要考慮控制器的架構和內部元件，以期獲得高效指標。采用了多種方法來降低損耗，其中包括：同步整流，芯片內部集成低導通電阻的MOSFET，低靜態(tài)電流和跳脈沖控制模式。我們將在本文展開討論這些措施帶來的好處。降壓轉換器的主要功能是把一個較高的直流輸入電壓轉換成較低的直流輸出電壓。為了達到這個要求，MOSFET以固定頻率(fS)，在脈寬調制信號(PWM)的控制下進行開、關操作。當MOSFET導通時，輸入電壓給電感和電容(L和COUT)充電，通過它們把能量傳遞給負載。當MOSFET斷開時，輸入電壓斷開與電感的連接，電感和輸出電容為負載供電。電感電流線性下降，電流流過二極管。

　　為了提升開關電源的效率，我們必須對其內部的各種損耗進行分辨和粗略估算。這些損耗主要可歸為四大類：開關損耗、導通損耗、附加損耗以及電阻損耗。值得注意的是，這些損耗往往會在有損元器件中同時出現。接下來，我們將逐一探討這些損耗的成因及特點。

　　與功率開關密切相關的損耗

　　功率開關是開關電源內部的主要損耗源之一。其損耗可大致劃分為兩部分：導通損耗和開關損耗。導通損耗發(fā)生在功率器件開通且驅動和開關波形穩(wěn)定后，即功率開關處于導通狀態(tài)時;而開關損耗則出現在功率開關被驅動，進入新的工作狀態(tài)，驅動和開關波形處于過渡過程中。

　　MOSFET的導通時間定義為PWM信號的占空比(D)。D把每個開關周期分成[D×tS]和[(1 - D)×tS]兩部分，它們分別對應于MOSFET的導通時間(環(huán)路1)和二極管的導通時間(環(huán)路2)。所有SMPS拓撲(降壓、反相等)都采用這種方式劃分開關周期，實現電壓轉換。對于降壓轉換電路，較大的占空比將向負載傳輸較多的能量，平均輸出電壓增加。相反，占空比較低時，平均輸出電壓也會降低。根據這個關系，可以得到以下理想情況下(不考慮二極管或MOSFET的壓降)降壓型SMPS的轉換公式：VOUT = D×VIN IIN = D×IOUT需要注意的是，任何SMPS在一個開關周期內處于某個狀態(tài)的時間越長，那么它在這個狀態(tài)所造成的損耗也越大。對于降壓型轉換器，D越低(相應的VOUT越低)，回路2產生的損耗也大。

　　電源在為負載提供能量的同時，自身也會產生功率損耗和熱耗。在電源設計過程中，雖然我們會仔細分析負載的需求，但往往容易忽視電源芯片及其外圍器件的熱耗問題。然而，對電源熱耗的準確評估至關重要，它直接關系到電源能否在安全狀態(tài)下工作，避免因過熱而觸發(fā)保護機制或遭受損壞。評估熱耗的首要步驟是計算電源方案的耗散功率，即被損耗掉的功率。這可以通過兩種方法來實現：黑盒評估法和白盒評估法。

　　我們可以推導出耗散功率的計算公式。這一公式揭示了電源在傳輸功率過程中，實際被損耗掉的那一部分功率。通過這一計算，我們可以更準確地評估電源的熱耗情況，確保電源在安全狀態(tài)下工作。

　　一、開關電源的損耗

　　開關電源的損耗主要來自三個元件：開關晶體管、變壓器和整流二極管。

　　1、開關晶體管損耗

　　主要分為開通/關斷損耗兩個方面。開關晶體管的損耗主要與開關管的開關次數有關，還與工作頻率和負載特性有關。如果開關時間增加一倍，開關管的損耗將增加約2～3倍，而開關管的損耗與開關電源的工作頻率成正比。

　　2、開關變壓器的損耗

　　主要包括磁滯損耗、渦流損耗和銅損。開關變壓器的渦流損耗和變壓器線圈的銅損與工作頻率的平方成正比，而磁滯損耗除與工作頻率外還與磁通密度的1.6次方成正比。

　　3、整流二極管的損耗

　　主要由兩部分組成：正向導通損耗和反向恢復損耗。整流二極管的正向損耗與整流二極管的正向壓降有關，而反向恢復損耗與二極管的反向恢復時間有關。

　　以上三種損耗占開關電源總損耗的20%以上。如何降低開關晶體管和變壓器的損耗，提高效率，是每個工程師在設計的時候都會考慮到的問題。一中典型的反激轉換器(flyback converter)為例，去分析電源轉換器的 損耗。 因為反激轉換器低價位和廣泛的輸入范圍的特性，在實際應用層面受到歡迎。對一個開關電源而言， 主要的 損耗包括了傳導 損耗(conduction loss)和切換 損耗(switching loss)，以及由控制電路所造 成的 損耗。 表二、三、四分別對這些主要 損耗，包括主要的傳導 損耗和切換 損耗，控制電路 所造成的 損耗，列出了大約的估算，和常用的解決對策。

　　式1是通過效率和輸出功率Po來反推計算耗散功率的公式。為何選擇輸出功率而非輸入功率呢?因為輸出功率，即負載的實際需求，其數據相對容易獲取。而輸入電壓的范圍則較為寬泛，使得輸入功率的定量獲取變得困難。

　　那么，如何獲取電源效率的數據呢?對于線性穩(wěn)壓器，其效率可簡化為輸出電壓與輸入電壓的比值(V0/Vin)，這是因為其輸出電流約等于輸入電流。而對于開關電源，通?？蓪⑵湫使浪銥?5%，若需更精確數據

　　對于線性穩(wěn)壓器，由于其原理簡單且多以集成模塊形式存在，因此通常只需了解黑盒方式計算耗散功率即可滿足需求。然而，開關電源的集成度相對較低，有時需要進一步分解其子模塊并單獨計算各部分的耗散功率，這就是所謂的白盒模式。本文以Buck電路為例進行說明，其他拓補結構可類推。

　　在Buck電路的技術發(fā)展過程中，出現了同步Buck與非同步Buck兩種形式。這兩種電路在外觀上具有明顯差異，即同步Buck包含上下兩個MOSFET管，而非同步Buck則僅有上管MOSFET，其續(xù)流管采用肖特基二極管。值得注意的是，同步Buck是后續(xù)發(fā)展的技術，它通過使用MOSFET替代續(xù)流二極管來降低導通壓降，從而提高了電源效率。但這也帶來了額外的成本，即需要增加一套MOSFET驅動電路。

　　開關電源的損耗主要分為兩大類：路徑損耗和開關損耗。

　　路徑損耗(傳導損耗)：這是指在大電流路徑上，由于內阻而產生的損耗。以Buck電路為例，路徑損耗涵蓋了上臂MOSFET的內阻損耗、電感的寄生阻抗(DCR)上的損耗，以及下臂MOSFET或續(xù)流二極管上的損耗。

　　開關損耗：這種損耗發(fā)生在MOSFET開通和關閉的過程中，它與開關頻率呈正比。

　　接下來，我們將深入探討開關損耗的產生機理。在Buck電路中，上橋臂MOSFET的漏極與Vin相連，而源極則與相位節(jié)點相連。當上橋臂開始開啟時，下橋臂MOSFET的體二極管(在非同步Buck電路中同樣適用)會將相位點箝位為低于地電壓的水平。這種顯著的漏-源電壓差異，再加上上橋臂MOSFET以開關方式傳輸轉換器的全負載電流，共同導致了開關過程中開關損耗的產生。