开关电源的三大损耗主要包括:与功率开关相关的损耗、输出整流器的损耗以及滤波电容的损耗。
首先,功率开关是关键的损耗源,其损耗主要分为导通损耗和开关损耗。导通损耗在开关器件持续导通时产生,而开关损耗则在器件切换状态时出现,反映了功率转换过程中的能量损失。
其次,输出整流器的损耗占据开关电源总损耗的大头,通常占40%至65%,因此,对其工作原理和波形理解至关重要。输出整流器的性能直接影响电源效率。
滤波电容虽然不是主要的损耗源,但对电源效率和寿命有很大影响。电容器内部的等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)在高频开关频率下会降低电容性能,增加损耗。
此外,电源的附加损耗,如控制IC电路和反馈电路,尽管相对较小,但也可能成为改进点。启动电路在电源启动时的持续损耗,以及功率开关驱动电路的效率,都是需要关注的损耗因素。
启动电路的启动电流持续时间过长可能导致显著的损耗,而驱动电流计算不当,例如基极电流与集电极电流增益的关系,也会带来不必要的功率损失。