开关器件开关损耗大小（开关损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因）

发布时间：2023-07-17

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大功率开关电源频率比较低，这是因为频率越高铁芯损耗越大，还有开关管的开关损耗也是和频率成正比的，频率升高趋肤效应也使线路的等效电阻增加，所以频率过高反而需要更大的散热器，导致电源整体体积增大。

与功率开关有关的损耗功率开关是典型的开关电源内部最主要的两个损耗源之一。损耗基本上可分为两部分：导通损耗和开关损耗。

开关晶体管的损耗主要与开关管的开关次数有关，还与工作频率和负载特性有关。晶体管又称双极结型晶体管，是由电流驱动的半导体器件，用于控制电流的流动，其中，基极引线中的较小电流控制集电极和发射极之间较大的电流。

通态损耗。通态损耗是器件功率损耗的主要成因。当器件的开关频率较高时，开关损耗会随之增大而成为器件功率损耗的主要因素。

开关器件开关损耗大小（开关损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因）

1、IGBT的导通损耗和开关损耗当IGBT模块结温升高时，其内部电阻变小，导通损耗会减小，而开关损耗则会增加。当结温升高到一定程度时，开关损耗的增加会超过导通损耗的减小，导致总损耗增加。

2、一般来说，开关损耗远大于导通损耗，开关频率越快，导通瞬间电压和电流的乘积越大，由此产生的损耗也很大。减少开关时间可以减少每次导通时的损耗；降低开关频率可以减少单位时间内的开关次数。这两种方法都可以降低开关损耗。

3、三大损耗：与功率开关有关的损耗、与输出整流器有关的损耗、与滤波电容有关的损耗。与功率开关有关的损耗功率开关是典型的开关电源内部最主要的两个损耗源之一。损耗基本上可分为两部分：导通损耗和开关损耗。

其中电力电子电路的电子器件工作在大电流或微电流状态。

这么说吧，电子、电子电路主要是两部分，一部分是服务于信息的（信号处理、通信等等），一部分是处理能量的。处理信息的电子电路，我们把他们叫做模电数电。处理能量的电子电路，我们把它叫做电力电子技术。

电力电子器件的主要作用是起开关作用，即控制电路的接通和断开，因此电力电子器件在电路中一般工作在开关状态。即：接通时电流大而七两缎的电压降很小，断开时器件两端的电压降等于电源电压而通过器件的电流很小。

开启损耗大主要是由于开关管在规定的时间内不能由放大状态进入到饱和状态。开关管因开启损耗大的原因主要是由于开关管激励不足造成的。关断损耗大主要是由于开关管在规定的时间内不能由放大状态进入到截止状态。

会产生损耗，这个损耗即为开通损耗。以此类比，可以得出关断损耗产生的原因，这里不再赘述。开关损耗另一个意思是指在开关电源中，对大的MOS管进行开关操作时，需要对寄生电容充放电，这样也会引起损耗。

占空比是指开关管开启时间与关闭时间之间的比例。在开关电源中，占空比决定了输出电压或电流的大小。当占空比增加时，输出电压或电流也会增加。同时，占空比还会影响开关管的工作状态和损耗。

升压和降压电路，就是指电力电子设计当中常说的BUCK/BOOST电路。这两种电路经常一起出现在电路设计当中，BUCK电路指输出小于电压的单管不隔离直流变换，BOOST指输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换。

Boost电路：它通过在输入端存储能量，并将其在输出端释放，从而提高输出电压。通常，boost电路包含一个开关（例如MOSFET），一个电感，一个电容器和一个整流二极管。

如果想升压，只能用boost电路，而降压可采用buck电路或线性稳压器。实际无论是boost还是buck本质都是开关电源，都有效率高，体积小的优点。但存在着纹波大，开关噪声以及高辐射的缺点。