透過電感損耗看電源功耗,計算一點不複雜

2021-01-08 電子產品世界

2、計算方法

以Pulse的PA1513NL系列的電感為例，採用PA1513NL.321NLT。在其官網上下載到的datasheet如下。基本的參數為：電感值為320nH,直流電阻為0.53±11.3%。

在設計中，我們將這個電阻用在了開關頻率為600kHz,負載電流ILOAD為30A的BUCK電路中，其中Iripple=30%*ILOAD。

根據以上公式，可以很容易計算出最大的銅損為：

CopperLoss = IRMS2* RDC(mΩ)/1000 =（30A）2 *(0.53*111.3% mΩ）/1000 = 0.531W


關於最大鐵損，先要計算出△B：(因為電感值誤差是一個曲線，所以用normal值計算)

△B = .23* L(nH)* △I = 0.23 * 320（nH）* 30% * ILOAD = 662.4

由於開關電源工作在600KHz的頻率下面，查表可以得到鐵損大概在0.18W左右。

那麼總的損耗如下：

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。

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，導致電感值下降甚至損壞；第二個作用是用來調整電感的參數，提升整個電源轉換系統的效率。

3、關於CoreLoss

其實很多電感公司的datasheet上都沒有給出CoreLoss的計算方法以及曲線，如果這樣的話，計算鐵損就幾乎成為一個不可能事情了。對於這個情況，有兩個建議。

如果這個電感是用在很大電流的並且比較關鍵的設備中的話，那麼電感請選有提供鐵損的供應商，比如Pulse，Wurth，JW Miller等；

如果是在電流比較小或者開關頻率比較低的場合，一般鐵損並不是關鍵因素。那麼先評估銅損是否OK，留有一定的裕量，如果在後續的測試中發現電感過熱的話，想辦法降低電源的開關頻率，或者採用DCR小一點的電感。

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