提升开关电源转换效率可降低能耗与温升，核心在于减少开关损耗、导通损耗及驱动损耗。优化元器件选型与电路设计是关键路径。
一、电源损耗的构成与应对
1.1 开关损耗的抑制策略
- MOSFET选型：关注栅极电荷(Qg) 和输出电容(Coss) 参数
- 驱动电路优化：采用图腾柱驱动缩短开关时间
- 软开关技术：如LLC谐振拓扑实现零电压开关
缓冲电路设计可吸收电压尖峰。常用RC吸收电路或TVS二极管保护开关管，降低电磁干扰(EMI)。
1.2 导通损耗控制要点
- 同步整流技术：用MOSFET替代肖特基二极管减少压降
- 低阻走线设计：加宽PCB铜箔降低寄生电阻
- 电流检测优化：选用毫欧级采样电阻
二、关键元器件选型策略
2.1 电容器的核心作用
输入滤波电容需满足：
– 高纹波电流耐受值
– 低等效串联电阻(ESR)
– 如固态电解电容可提升寿命
输出电容影响动态响应。多层陶瓷电容(MLCC)因超低ESR特性常用于高频滤波。
2.2 整流桥与磁性元件
整流桥需匹配：
– 正向导通压降(Vf)
– 反向恢复时间(trr)
– 如超快恢复二极管可降低损耗
高频变压器设计要点：
– 采用低损耗磁芯材料
– 优化绕组结构减少集肤效应
– 加气隙防止磁饱和
三、系统级优化方案
3.1 控制环路设计
电流模式控制比电压模式具有：
– 更快的动态响应
– 内在的限流保护
– 简化环路补偿设计
3.2 轻载效率提升
- 突发模式(Burst Mode) 技术
- 频率反走(Foldback) 控制
- 多模式切换架构
3.3 热管理设计
散热措施包括：
– 优化PCB散热焊盘设计
– 选用高导热系数基板
– 添加散热器或导热硅胶
(来源：IEEE功率电子学报)
