DC-DC｜평가편

손실 요인

2021.05.26

키 포인트

・동작 조건에 따라 전체적인 손실을 구성하는 특정 부분에서의 손실이 커진다.

・손실 계산식을 통해 그 요인을 이해함으로써, 사양 및 조건 변경 시의 주의점을 알 수 있다.

이번에는 동작 조건과 손실 증가의 관계에 대해 검토하겠습니다.

손실 요인

손실은 전원 회로의 다양한 부분에서 발생하고, 동작 조건에 따라 전체적인 손실을 구성하는 특정 부분에서의 손실이 커지게 됩니다. 따라서, 동작 조건에 따른 손실 증가의 요인을 잘 파악해 두어야 합니다. 하기에 조건과 관련된 손실 요인을 정리하였습니다. 손실의 계산식도 게재하였으므로, 더 명확하게 관련성에 대해 이해할 수 있을 것입니다.

부하 전류 I_O 의 증가에 따라 커지는 손실 요인

・High-side 측 MOSFET의 ON 저항 P_ONH 로 인한 전도 손실

    P_ONH=P_ONH×〖I_O〗^2×V_O/V_IN

・Low-side 측 MOSFET의 ON 저항 P_ONL 로 인한 전도 손실

    P_ONL=P_ONL×〖I_O〗^2×(1-V_O/V_IN )

・인덕터 (코일)의 DCR  RDC 로 인한 도통 손실

    P_COIL=R_DC×〖I_O〗^2

주파수 f_SW 가 높아짐에 따라 커지는 손실 요인

・게이트 차지 손실

    P_GATEH=〖Qg〗_H(total) ×V_Driver×f_SW P_GATEL=〖Qg〗_L(total) ×V_Driver×f_SW

부하 전류 I_O 와 주파수 f_SW 양쪽의 영향을 받는 손실 요인

・스위칭 손실

    P_SWH=0.5×V_IN×I_O×(t_RISE+t_FALL )×f_SW

・Dead Time 손실

    P_DT=2×V_F×I_O×t_(dead_time)×f_SW

이러한 손실은 전원 회로의 사양 변경 및 조건 변동과 관련이 있습니다. 이러한 관계성을 잘 이해해 두면 재검토 시의 주의점을 알 수 있습니다.

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동기정류 방식 강압 DC-DC 컨버터의 손실을 이해하기 위한 핸드북입니다. 손실의 정의, 발열과의 관계, 회로 각 부분에서의 손실 산출 계산식, 열 계산 예, 어플리케이션과 손실의 관계 등을 정리한 자료입니다.

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