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2023-08-18
如何计算选择整流二极管和开关管
【摘要】：开关电源的整流桥由四只二极管组成，每两只二极管串联起来完成交流电压半周期的整流任务。因此，每只二极管流过的电流只有每个周期平均电流的一半；每个二极管所承受的峰值电压的一半。图1-38 吸收回路3.开关功率管消耗功率的计算开关功率管是开关电源的重要部件，是关系到电源损耗、功率效率的关键器件。以图1-38为例计算开关功率管的主要参数。t1+t2+t3=ton，t4=toff，t3为开关管的存储时间。
开关电源的整流桥由四只二极管组成，每两只二极管串联起来完成交流电压半周期的整流任务。因此，每只二极管流过的电流只有每个周期平均电流的一半；每个二极管所承受的峰值电压的一半。
1.计算峰值电流IPP
IPP=Ids/Dmin=0.59A/0.419=1.41A
2.计算峰值电压Vdsp
通过计算，每只整流二极管所承受的电流为最大电流一半的3倍，所承受的电压为峰值电压一半的2倍，即I
V。根据计算选用二极管1N5407，它的最高反向工作电压VRM为800V，额定整流电流ID为3A，完全满足上例整流电路的要求。又根据所计算出的峰值电压和峰值电流选用IRF820，它的漏源反向击穿电压V（BR）DS和最大漏极电流IDmax也符合上面所计算出的参量要求。选用时请参考表2-5的技术参数。
图1-38 吸收回路
3.开关功率管消耗功率的计算
开关功率管是开关电源的重要部件，是关系到电源损耗、功率效率的关键器件。以图1-38为例计算开关功率管的主要参数。这些参数既不是选用的开关管反向耐压越大越好，也不是放大倍数越高越好用，而是综合电路参数及其承受的应力应平衡。
图1-39所示，峰值电压为浪涌电压、吸收电压VR3、输入最大直流电压Vi（max）之和。开关功率管所消耗的总功率PQ1为
按图1-40分别计算开关管在导通时起点和终点的电流Ids1、Ids2。
式中，ΔIL为电流在扼流圈上的波动值，按10%进行计算。
t1、t2、t3、t4的值如图1-40所示。t1+t2+t3=ton（max），t4=toff，t3为开关管的存储时间。
开关功率管MOSFET的PN结温度Tj越高，导通电阻Rds越大，功耗也越大。当Tj超过100℃时，Rds是产品目录给出值的1.5～2倍。所以，开关功率管的损耗主要是由于Rds而产生的。这时有必要加ton进行计算，也就是在Vi（min）时采用ton（min）进行计算。这里VT1采用IRF734，查技术参数表可知ton=0.04μs，toff=0.10μs，ton（max）=2.0μs。根据图1-40，t2=（2.0-0.04-0.10）μs=1.86μs。由上面公式求得
仔细分析，开关功率管有四类损耗：
1）开门损耗：PCON=I2sRDS（on）D
2）开通损耗：
3）关断损耗：
4）驱动损耗：PGD=CissU2i·fs式中，Is为正向电流有效值；RDS（on）为MOS导通电阻；fs为开关工作频率；Ciss为输入电容；Coss为输出电容；UDS为MOS管漏-源极压降；Ui为输入电压；Ton为MOS管导通时间周期。
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2023-06-25
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