電路損耗的案例
干貨｜開關電源電路各種損耗的分析
改善辦法：降低開關頻率、使用變頻芯片甚至跳頻芯片（在空載或很輕負載的情況下芯片進入間歇式振蕩）
09
整流管上的吸收損耗
輸出整流管上的結電容與整流管的吸收電容在開關狀態下引起的尖峰電流反射到原邊回路上，引起的開關損耗。另外還有吸收電路上的電阻充放電引起的損耗。
改善方法：在其他指標允許的前提下盡量降低吸收電容的容值，降低吸收電阻的阻值。
當然還有整流管上的開關損耗、導通損耗和反向恢復損耗，這應該在允許的情況下盡量選擇導通壓降低和反向恢復時間短的二極管。
10
輸出反饋電路的損耗
展開 干貨｜詳盡分析開關電源電路的各種損耗
輸出反饋電路的損耗
干貨｜詳細分析開關電源電路的各種損耗
輸出反饋電路的損耗
干貨 | 開關電源電路各種損耗的分析
改善方法：恒流啟動方式啟動，啟動完成后關閉啟動電路降低損耗。
03
與開關電源工作相關的損耗
04
鉗位電路損耗
有放電電阻存在，mos開關管每次開關都會產生放電損耗
改善方法：用TVS鉗位如下圖，可免除電阻放電損耗（注意：此處只能降低電阻放電損耗，漏感能量引起的尖峰損耗是不能避免的）
當然最根本的改善辦法是，降低變壓器漏感。
看3D打印如何實現不均勻材料分布的散熱結構？
隨著通過集成電路損耗的功率的快速升高，改進的散熱器設計需要減小它們與強制空氣流之間的熱阻力。已經使用諸如擠壓、機加工與壓鑄的制造方法來制造傳統的縱向翅片設計，然而這些技術并不適合用來制造更加復雜的散熱器設計，而更加復雜的結構設計可以改進散熱器的性能。 3D打印在制造復雜的散熱器方面打開了廣闊的前景。
或不均勻或梯度
根據3D科學谷的市場研究，國內在3D打印用于集成電路的散熱系統方面進行了積極的探索。通過3D打印的散熱結構可以是不均勻材料密度分布的復雜結構，散熱結構可以是點陣結構，柵格或格架，還可以是突出或延伸的翅片。可以利用選擇性激光熔融3D打印增材制造技術來制造金屬結構，散熱器可以由鋁、銅、氮化鋁(AIN)、陶瓷或含有石墨、石墨烯或碳納米管的合成物而制成。
根據3D科學谷的市場觀察，在變梯度分形點陣夾芯強化相變熱沉方面，西南電子技術研究所（中國電子科技集團公司第十研究所）開發了一種技術方案予以實現：強化傳熱結構按陣列分布在相變熱沉殼體中，每個變梯度分形點陣夾芯單元按相變熱沉熱傳遞與熱交換特性，以變梯度V結構作為第一級強化傳熱結構，并以此為基礎，在第一級強化傳熱結構的變梯度V形端，以形狀相同的變梯度V結構逐級遞增形成多級強化傳熱結構，各級強化傳熱結構比表面積依次呈倍數增加，其中，第一級強化傳熱結構可將熱量快速強化傳導至遠離熱擴散底板的區域，第二級強化傳熱結構、第三級強化傳熱結構將熱量快速擴散至遠離熱擴散底板的相變材料完成熱交換。
展開 簡要的了解下HTCC
弧形發熱片 圓形發熱片
HTCC制作的弧形發熱片和圓形發熱片
HTCC的發展
HTCC作為一種新型的高導熱基板和封裝材料，具有高熱導率、低熱膨脹系數、低介電常數和低介質損耗、高機械強度等特點。
因此它可以實現電性能#熱性能和機械性能的優化設計，能夠滿足器件、模塊和組件的高功、高密度、小型化和高可靠要求。
但是， 高溫共燒陶瓷(HTCC)電路互連基板中，W、Mo的電阻率較高，電路損耗較大。隨著超大規模集成電路的應用頻率和電路速度提升，電子設備的小型化等趨勢對高密度封裝提出更高要求。
而且，HTCC 的陶瓷粉末并無加入玻璃材質，HTCC 必須在高溫1300~1600℃環境下干燥硬化成生胚，接著鉆上導通孔，以網版印刷技術填孔與印制線路，因其共燒溫度較高，使得金屬導體材料的選擇受限，而且會大大增加其成本。因此，低溫共燒陶瓷(LTCC)應運而生。
展開 智芯文庫 | 淺析毫米波頻率下PCB材料的玻璃纖維效應
電路加工也會使其發生一些變化，例如導體寬度和梯形效應的變化。梯形效應指的是信號導體的形狀，理想情況下是矩形橫截面，但實際電路多為的是梯形形狀。導體形狀的變化會導致電流密度和邊緣場的變化，并且在較高的毫米波頻率下，這些效應會影響性能。圖2中所示曲線的變化也與基板厚度的公差、最終銅鍍層厚度的以及銅箔表面粗糙度的變化有關。
如圖2a中所示的電路上使用的標準電解（ED）銅，其表面粗糙度會出現正常的上下變化; 這些電路所使用的ED銅的表面粗糙度典型值為2.0μm RMS，但實際的粗糙度可以在1.8至2.2μm之間變化。對于在這個粗糙度變化范圍，稍光滑的電路，設計Dk的值較低，稍粗糙的電路，設計Dk的值會較高。對于圖2a中的設計Dk范圍（77 GHz下的0.126），考慮到影響它的許多變量，這是一個良好控制的設計Dk容差（±0.063）。
與圖2a相比，圖2b使用更光滑的壓延銅的相同介質電路材料, 設計Dk的變化就要小的多。盡管在ED銅和壓延銅的電路加工上也存在一些細微的差異，但這表明光滑的壓延銅可以減小設計Dk變化。
銅箔表面粗糙度及其變化也會影響高頻微帶電路的插入損耗。較粗糙的銅箔表面會導致較高的導體損耗并最終導致更高的插入損耗。插入損耗還取決于電路基板厚度，其中較薄的電路比較厚的電路更容易受銅箔表面粗糙度的影響。例如，對于在相同介質材料上制造的電路，比較具有不同銅箔表面粗糙度和不同厚度的電路，使用光滑和粗糙銅箔的薄電路之間的插入損耗差異比使用相同銅箔的厚電路之間的插入損耗差異更顯著。在使用5mil厚度RO3003材料的電路的情況下，使用光滑壓延銅和使用粗糙ED銅的電路在25GHz下的插入損耗差為0.35dB / in。
展開 電爐有多少種，一看便知！
交流電弧爐通常采用工頻電，為使電弧穩定，爐子供電電路中要有適當的感抗，但是存在感抗會降低功率因數和電效率。降低電流頻率是發展交流電弧爐的途徑。弧阻阻值相當小，為獲得必要的熱量，爐子需要相當大的工作電流，因此爐子短網的電阻要盡量小，以免電路損耗過大。對于三相電弧爐，要使三相的阻抗接近一致，以免三相負荷不平衡。
四、等離子爐
利用工作氣體被電離時產生的等離子體來進行加熱或熔煉的電爐。產生等離子體的裝置，通常叫作等離子槍，有電弧等離子槍和高頻感應等離子槍兩類。把工作氣體通入等離子槍中，槍中有產生電弧或高頻（5～20兆赫）電場的裝置，工作氣體受作用后電離，生成由電子、正離子以及氣體原子和分子混合組成的等離子體。等離子體從等離子槍噴口噴出后，形成高速高溫的等離子弧焰，溫度比一般電弧高得多。最常用的工作氣體是氬，它是單原子氣體，容易電離，而且是惰性氣體，可以保護物料。工作溫度可高達20000□；用于熔煉特殊鋼、鈦和鈦合金、超導材料等。爐型有配置水冷銅結晶器爐、中空陰極式爐、配置感應加熱的等離子爐、有耐火材料爐襯的等離子爐等。
五、電子束爐
用高速電子轟擊物料使之加熱熔化的電爐，在真空爐殼內，用通低壓電的燈絲加熱陰極，使之發射電子，電子束受加速陽極的高壓電場的作用而加速運動，轟擊位于陽極的金屬物料，使電能轉變成熱能。因為電子束可經電磁聚焦裝置高度密集，所以可在物料受轟擊的部位產生很高的溫度。電子束爐用于熔煉特殊鋼、難熔和活潑金屬。
工業上用的電爐分類為兩類：周期式作業爐和連續式作業爐。
周期式作業爐分為：箱式爐、密封箱式爐，井式爐，鐘罩爐，臺車爐，傾倒式滾筒爐。
連續式作業爐分為：窯車式爐，推桿式爐，輥底爐，振底爐，轉底爐，步進式爐，牽引式爐，連續式滾筒爐，傳送帶式爐等。其中傳送帶式爐可分為：有網帶式爐、沖壓鏈板式爐、鑄鏈板式爐等。。。
展開 干貨｜開關電源調試時最常見的10個問題
原因：
輸入功率過高的原因是，Vcc不足時，IC進入反復啟動狀態，頻繁的需要高壓給Vcc電容充電，造成起動電路損耗。如果啟動腳與高壓間串有電阻，此時電阻上功耗將較大，所以啟動電阻的功率等級要足夠。
電源IC未進入Burst Mode或已經進入Burst Mode，但Burst 頻率太高，開關次數太多，開關損耗過大。
解決辦法：
調節反饋參數，使得反饋速度降低。
7、短路功率過大
現象：
輸出短路時，輸入功率太大，Vds過高。
原因：
輸出短路時，重復脈沖多，同時開關管電流峰值很大，造成輸入功率太大過大的開關管電流在漏感上存儲過大的能量，開關管關斷時引起Vds高。
輸出短路時有兩種可能引起開關管停止工作：
1）觸發OCP這種方式可以使開關動作立即停止
a. 觸發反饋腳的OCP；
b. 開關動作停止；
c. Vcc下降到IC關閉電壓；
d. Vcc重新上升到IC啟動電壓，而重新啟動。
2）觸發內部限流
這種方式發生時，限制可占空比，依靠Vcc下降到UVLO下限而停止開關動作，而Vcc下降的時間較長，即開關動作維持較長時間，輸入功率將較大。
a. 觸發內部限流，占空比受限；
b. Vcc下降到IC關閉電壓；
c. 開關動作停止；
d. Vcc重新上升到IC啟動電壓，而重新啟動。
解決辦法：
1）減少電流脈沖數，使輸出短路時觸發反饋腳的OCP，可以使開關動作迅速停止工作，電流脈沖數將變少。這意味著短路發生時，反饋腳的電壓應該更快的上升。
展開 一文解讀 | 車規芯片驗證的流程與展望
浴盆曲線是由三部分組成，早妖期、穩定期和損耗期。老化篩選測試（Burn in）是ATV（Automotive）芯片測試很重要的一個步驟，它的主要功能就是去除了芯片出貨時產品早期失效的芯片，達到用戶端的高可靠性。早妖期指失效率比較高的時期，芯片失效的原因一般都是由于芯片先天存在的瑕疵或者問題造成的，比如設計上的瑕疵、工藝制造上的不正常或者材質上的內在缺陷。這些缺陷可誘發與時間和應力有關的失效，故障率一般用Dppm來表示。具體方法是先對芯片進行一定時間的100%老化測試，例如加偏壓，加高溫等，然后再進行正常的ATE 測試進行篩選。浴盆曲線（圖1）中的穩定期代表著芯片在使用壽命期間失效率是相對穩定的，通常按FIT（failure in time）或MTBF（Mean Time Between Failure）小時數來描述其失效。損耗階段表明芯片的失效率開始因為芯片內在電路損耗而上升，代表已到達了芯片的極限使用壽命。
AEC-Q100芯片可靠性驗證
AEC-Q100作為汽車電子可靠性驗證的標準，其主要目的：
（1）客戶有可以參考的標準規范；
（2）芯片供貨商可以排除芯片可能存在的潛在故障。
AEC-Q100根據器件工作環境溫度分為不同的產品等級，這與芯片具體應用有關，其中最嚴格最高等級標準的工作溫度范圍是-40～150℃之間。芯片供應商需不斷地對產品設計進行不斷地優化，使用先進且穩定的制造及封裝工藝，并在此基礎上使用嚴格的測試程序進行篩選，以滿足車規芯片在工作溫度及可靠度等方面的高水準。
AEC-Q100明確了芯片在設計，制造，封裝，測試和量產等各個階段所需要的驗證以及相關的卡控標準。從其內容來看，具體包含7大類別共41項的測試，如圖2所示即為AEC-Q100 Rev-H 的驗證流程及規范內容[12]。
展開 【干貨分享】開關電源調試時最常見的10個問題
原因：
輸入功率過高的原因是，Vcc不足時，IC進入反復啟動狀態，頻繁的需要高壓給Vcc電容充電，造成起動電路損耗。如果啟動腳與高壓間串有電阻，此時電阻上功耗將較大，所以啟動電阻的功率等級要足夠。
電源IC未進入Burst Mode或已經進入Burst Mode，但Burst 頻率太高，開關次數太多，開關損耗過大。
解決辦法：
調節反饋參數，使得反饋速度降低。
7、短路功率過大
現象：
輸出短路時，輸入功率太大，Vds過高。
原因：
輸出短路時，重復脈沖多，同時開關管電流峰值很大，造成輸入功率太大過大的開關管電流在漏感上存儲過大的能量，開關管關斷時引起Vds高。
輸出短路時有兩種可能引起開關管停止工作：
1）觸發OCP這種方式可以使開關動作立即停止
a. 觸發反饋腳的OCP；
b. 開關動作停止；
c. Vcc下降到IC關閉電壓；
d. Vcc重新上升到IC啟動電壓，而重新啟動。
2）觸發內部限流
這種方式發生時，限制可占空比，依靠Vcc下降到UVLO下限而停止開關動作，而Vcc下降的時間較長，即開關動作維持較長時間，輸入功率將較大。
a. 觸發內部限流，占空比受限；
b. Vcc下降到IC關閉電壓；
c. 開關動作停止；
d. Vcc重新上升到IC啟動電壓，而重新啟動。
解決辦法：
1）減少電流脈沖數，使輸出短路時觸發反饋腳的OCP，可以使開關動作迅速停止工作，電流脈沖數將變少。這意味著短路發生時，反饋腳的電壓應該更快的上升。
展開 
直流開關電源經典問題解答
開關電源大致由主電路、 控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份組成。
1、主電路
沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側的沖擊電流。
輸入濾波器：其作用是過濾電網存在的雜波及阻礙本機產生的雜波反饋回電網。
整流與濾波：將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電。
逆變：將整流后的直流電變為高頻交流電，這是高頻開關電源的核心部分。
輸出整流與濾波：根據負載需要，提供穩定可靠的直流電源。
2、控制電路
一方面從輸出端取樣，與設定值進行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩定，另一方面，根據測試電路提供的數據，經保護電路鑒別，提供控制電路對電源進行各種保護措施。
3、檢測電路
提供保護電路中正在運行中各種參數和各種儀表數據。
4、輔助電源
實現電源的軟件（遠程）啟動，為保護電路和控制電路（PWM等芯片）工作供電。
下面介紹一些關于開關電源經典回答。
1、開關電源變壓器如果用銅帶取代漆包線，其允許通過的電流怎么算？比如說厚度為0.1mm的銅帶，允許通過的電流怎么算？
專家解答：如果開關電源變壓器用銅帶取代漆包線，銅帶（漆包線）的渦流損耗可以大大將小，工作頻率可以相應提高，但直流損耗幾乎不變，銅帶允許通過的電流密度一般還是不要超過4.5A/平方毫米。電流密度等于電流除與以導體的截面積，導體的截面積等于厚（0.1mm）乘以寬（銅帶的寬度）。
2、電源開關交流回路和整流器的交流回路是最容易產生電磁干擾的嗎？
專家解答：開關電源產生電磁干擾最嚴重的地方是開關變壓器的初、次級線圈組成的電路，但它的干擾會通過感應對其它電路產生輻射和傳導干擾，傳導干擾和輻射干擾最嚴重的地方是電源線，因為電源線很容易成為輻射源的半波振子天線，另外它又與外線路進行連接，很容易把干擾信號傳輸給其它設備。所以在開關電源的輸入端一定要對電源線進行有效隔離。
展開 干貨｜詳解開關電源8大損耗
優化SMPS
開關電源因其高效率指標得到廣泛應用，但其效率仍然受SMPS 電路的一些固有損耗的制約。設計開關電源時，需要仔細研究造成SMPS 損耗的來源，合理選擇SMPS IC，從而充分利用器件的優勢，為了在保持盡可能低的電路成本，甚至不增加電路成本的前提下獲得高效的SMPS，工程師需要做出全面的選擇。
5、無源元件損耗
我們已經了解MOSFET 和二極管會導致SMPS 損耗。采用高品質的開關器件能夠大大提升效率，但它們并不是唯一能夠優化電源效率的元件。
圖1 詳細介紹了一個典型的降壓型轉換器IC 的基本電路。集成了兩個同步整流MOSFET，低RDS(ON) MOSFET，效率很高。這個電路中，開關元件集成在IC 內部，已經為具體應用預先選擇了元器件。然而，為了進一步提高效率，設計人員還需關注無源元件—外部電感和電容，了解它們對功耗的影響。
6、電感功耗阻性損耗
電感功耗包括線圈損耗和磁芯損耗兩個基本因素，線圈損耗歸結于線圈的直流電阻(DCR)，磁芯損耗歸結于電感的磁特性。
DCR 定義為以下電阻公式：
式中，ρ 為線圈材料的電阻系數，l 為線圈長度，A 為線圈橫截面積。
DCR 將隨著線圈長度的增大而增大，隨著線圈橫截面積的增大而減小。可以利用該原則判斷標準電感，確定所要求的不同電感值和尺寸。
展開 直流開關電源經典問題解答
開關電源大致由主電路、 控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份組成。
1、主電路
沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側的沖擊電流。
輸入濾波器：其作用是過濾電網存在的雜波及阻礙本機產生的雜波反饋回電網。
整流與濾波：將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電。
逆變：將整流后的直流電變為高頻交流電，這是高頻開關電源的核心部分。
輸出整流與濾波：根據負載需要，提供穩定可靠的直流電源。
2、控制電路
一方面從輸出端取樣，與設定值進行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩定，另一方面，根據測試電路提供的數據，經保護電路鑒別，提供控制電路對電源進行各種保護措施。
3、檢測電路
提供保護電路中正在運行中各種參數和各種儀表數據。
4、輔助電源
實現電源的軟件（遠程）啟動，為保護電路和控制電路（PWM等芯片）工作供電。
下面介紹一些關于開關電源經典回答。
1、開關電源變壓器如果用銅帶取代漆包線，其允許通過的電流怎么算？比如說厚度為0.1mm的銅帶，允許通過的電流怎么算？
專家解答：如果開關電源變壓器用銅帶取代漆包線，銅帶（漆包線）的渦流損耗可以大大將小，工作頻率可以相應提高，但直流損耗幾乎不變，銅帶允許通過的電流密度一般還是不要超過4.5A/平方毫米。電流密度等于電流除與以導體的截面積，導體的截面積等于厚（0.1mm）乘以寬（銅帶的寬度）。
2、電源開關交流回路和整流器的交流回路是最容易產生電磁干擾的嗎？
專家解答：開關電源產生電磁干擾最嚴重的地方是開關變壓器的初、次級線圈組成的電路，但它的干擾會通過感應對其它電路產生輻射和傳導干擾，傳導干擾和輻射干擾最嚴重的地方是電源線，因為電源線很容易成為輻射源的半波振子天線，另外它又與外線路進行連接，很容易把干擾信號傳輸給其它設備。所以在開關電源的輸入端一定要對電源線進行有效隔離。
展開 干貨 | 詳細講解開關電源八大處損耗
降壓轉換器在PWM 和空閑(跳脈沖)模式下效率曲線，注意：輕載時，空閑模式下的效率高于PWM模式
優化SMPS
開關電源因其高效率指標得到廣泛應用，但其效率仍然受SMPS 電路的一些固有損耗的制約。設計開關電源時，需要仔細研究造成SMPS 損耗的來源，合理選擇SMPS IC，從而充分利用器件的優勢，為了在保持盡可能低的電路成本，甚至不增加電路成本的前提下獲得高效的SMPS，工程師需要做出全面的選擇。
05
無源元件損耗
我們已經了解MOSFET 和二極管會導致SMPS 損耗。采用高品質的開關器件能夠大大提升效率，但它們并不是唯一能夠優化電源效率的元件。
圖1 詳細介紹了一個典型的降壓型轉換器IC 的基本電路。集成了兩個同步整流MOSFET，低RDS(ON) MOSFET，效率很高。這個電路中，開關元件集成在IC 內部，已經為具體應用預先選擇了元器件。然而，為了進一步提高效率，設計人員還需關注無源元件—外部電感和電容，了解它們對功耗的影響。
06
電感功耗阻性損耗
電感功耗包括線圈損耗和磁芯損耗兩個基本因素，線圈損耗歸結于線圈的直流電阻(DCR)，磁芯損耗歸結于電感的磁特性。
DCR 定義為以下電阻公式：
式中，ρ 為線圈材料的電阻系數，l 為線圈長度，A 為線圈橫截面積。
DCR 將隨著線圈長度的增大而增大，隨著線圈橫截面積的增大而減小。
展開 