透过电感损耗看电源功耗，计算一点不复杂

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透过电感损耗看电源功耗，计算一点不复杂

, I: A5 O6 K9 U0 ?# b1、概述
" g: a" |/ [/ I$ a; Q5 v) G6 i电源的功耗是多方面的，包括开关损耗、输入/输出电容损耗、控制器静态功耗以及电感损耗。本文主要介绍 算起来很简单的电感损耗。电感损耗包括两方面：其一是与磁芯相关的损耗，即传统的铁损；其二是与电感绕组相关的损耗，即通常所谓的铜损。
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Total Power Dissipation（W）= CopperLoss + CoreLoss
( W# F. O/ U1 u( O8 k+ YCopperLoss = IRMS2* RDC(mΩ)/1000
; ^1 ?. y) J2 t. [1 e
CoreLoss一般通过查厂商的表格得出。

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2、计算方法
以Pulse的PA1513NL系列的电感为例，采用PA1513NL.321NLT。在其官网上下载到的datasheet如下。基本的参数为：电感值为320nH,直流电阻为0.53±11.3%。



在设计中，我们将这个电阻用在了开关频率为600kHz,负载电流 ILOAD为30A的BUCK电路中，其中Iripple=30%*ILOAD。
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# b1 M- p. i! [  x% m" p! E根据以上公式，可以很容易计算出最大的铜损为：
CopperLoss =  IRMS2* RDC(mΩ)/1000  =（30A）2 *(0.53*111.3% mΩ）/1000 = 0.531W


关于最大铁损，先要计算出△B：(因为电感值误差是一个曲线，所以用normal值计算)
△B = .23* L(nH)* △I = 0.23 * 320（nH）* 30% * ILOAD = 662.4
由于开关电源工作在600KHz的频率下面，查表可以得到铁损大概在0.18W左右。
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那么总的损耗如下：
Total Power Dissipation（W）= CopperLoss + CoreLoss = 0.711W
3 Q0 z/ n+ D4 C5 k: r8 P/ _
$ P) }, i# j3 I! f通过查表，可以得到电感在正常工作的情况下，温升大概是45摄氏度。

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评估电感的损耗主要作用是，一是看电感的损耗是否会引起电感过热的情况，导致电感值下降甚至损坏；第二个作用是用来调整电感的参数，提升整个电源转换系统的效率。

3、关于CoreLoss
) n  w& w: v% r: I( @* z其实很多电感公司的datasheet上都没有给出CoreLoss的计算方法以及曲线，如果这样的话，计算铁损就几乎成为一个不可能事情了。对于这个情况，有两个建议。

如果这个电感是用在很大电流的并且比较关键的设备中的话，那么电感请选有提供铁损的供应商，比如Pulse，Wurth，JW Miller等；
& A" L. Z. T( |1 Q% ~5 T如果是在电流比较小或者开关频率比较低的场合，一般铁损并不是关键因素。那么先评估铜损是否OK，留有一定的裕量，如果在后续的测试中发现电感过热的话，想办法降低电源的开关频率，或者采用DCR小一点的电感。
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