DC-DC｜評估篇

同步整流降壓轉換器的控制IC功率損耗

2019.08.07

重點

・控制IC自身功耗帶來的損耗，對輕載時的效率有較大影響。

・損耗計算非常簡單，電源電流乘以電源電壓即可。

・測量條件請參考IC的技術規格書。

繼上一篇“死區時間損耗”之後，本文將探討控制IC（Controller）自身功耗中的損耗。

  • PONH：高側MOSFET導通時的導通電阻帶來的傳導損耗
  • PONL：低側MOSFET導通時的導通電阻帶來的傳導損耗
  • PSWH：開關損耗
  • Pdead_time：死區時間損耗
  • PIC ：IC自身功率損耗
  • PGATE：閘極電荷損耗
  • PCOIL：電感DCR帶來的傳導損耗

控制IC的自身功率損耗

在該例中，使用同步整流式控制IC、即未內建功率切換的控制器型IC作為電源用IC。控制電源電路用的IC也需要電源來運行，當然也會消耗功率，而且，其功耗也會成為損耗的一部分。即上圖中的PIC。

在這裡，我們來探討電源IC在純粹的控制工作中消耗的功率。這是因為控制IC含有用來切換外接MOSFET的閘極驅動器，通常，當功率切換在連續切換時，閘極驅動器的功耗占主導地位。因此，在電源持續供給相應的負載電流的應用中，控制IC自身的功耗通常不會造成什麼問題。然而，在輕載時的間歇工作和週期非常長的PFM工作中，IC自身的功耗占主導地位，對效率會產生巨大影響。所以，當需要考慮輕載時的效率時，就需要把握IC自身功耗帶來的損耗。

計算公式非常簡單。這是IC最簡單的功耗計算，但可能需要進行一些探討。

為了確保與其他部分之間的整合性，這裡給出了切換的波形，不過有的IC的技術規格書中給出的測量條件，可能是停止切換的條件。

另外，由於IC引腳的關係，控制電路用的電源引腳和閘極驅動器用的電源引腳可以是分開的或複用的。GND也一樣。區分自身功耗和驅動器功耗有時並不容易。不管怎樣，都需要參考技術規格書中自身消耗電流相應的項目條件進行測量。

下一篇文章將介紹閘極驅動相關的損耗。

【下載資料】 探討降壓型DCDC轉換器的損耗

本資料可讓大家理解同步整流型降壓DC/DC轉換器的損耗。內容涵蓋了損耗定義、與發熱之間的關係、電路損耗計算公式、熱計算範例、應用與損耗之間的關係等。

同步整流降壓轉換器的控制IC功率損耗
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