開關模式電源(SMPS)中的功率損耗主要來自開關損耗和磁損耗。磁損耗發生在設計中使用的電感元件的繞組和磁芯。在為 SMPS 設計選擇電感器時,可以使用複雜的方程式和磁芯特性資料來估計磁芯損耗。也可能需要進行額外的計算來估計集膚效應和接近度造成的損失。
Wurth 採用了不同的方法並開發了一種模型來估計直流分量和交流分量的功率電感器損耗。由於電感器繞組中的直流電流而產生的功耗被列為直流損耗。由於線圈和鐵芯中的交流磁通擺動而產生的功率損耗稱為交流損耗。
Wurth 模型的優點是它基於來自實際組件的真實數據。
- 經驗數據基於即時參數,可準確估計所實現的任何給定佔空比的損耗。
- 此模型在較寬的頻率範圍(10kHz 至 10MHz)內也是準確的,因為功率方程式的常數是在較寬的磁通擺幅範圍內導出的。
- 考慮到磁芯材料和繞組結構的微小變化。
- 對於具有多種材料的組件有效。
- 準確估算鐵粉和金屬合金材料的損失。
- 適用於任何磁芯形狀和繞組結構。
- 包括交流繞組損耗。
此模型已在 Wurth 的線上 REDEXPERT 設計工具中實現,用於選擇合適的電感器並估算每個選定部件的交流和直流損耗以及指定的SMPS 設計參數(輸入/輸出電壓、頻率、電流、拓撲) 。
有關使用 REDEXPERT 估算交流損耗的詳細討論和範例,請參參以下視頻:「REDEXPERT - World’s Most Accurate AC Loss Module Webinar」,演講者為 Wurth 的 John Sudol。