计算开关功率调节器中的功率损耗？

我刚接触DC / DC电源（还是一名大学生），并且已经使用简单的线性稳压器构建了基本电源。最近，我发现了开关电源及其效率提高的世界（以换取更高的零件数量）。这很有用，因为我正在构建一个项目，该项目可以在5V时使用1.5A峰值电流，并且在使用〜12V电源。至少从我所读的内容来看，线性稳压器对于高电流应用不是一个很好的选择，并且热量成为一个问题。

我想使用TI TPS5420降压开关电压转换器。我注意到封装（8-SOIC）比许多大电流线性稳压器小得多，这引发了有关散热和功耗的问题。线性稳压器在“更高的电流”（> 1A，但实际上取决于其他因素，例如输入电压，输出电压等）时，可能需要较大的散热器和较大的封装。

有人可以帮助我了解如何计算该芯片上的热量消耗的功率，以及是否应该担心IC太热而无法触摸？尽管该IC比大型线性稳压器更有效，但它的体积也要小得多，并且没有导热垫-这使我担心热量如何散发。还是我只是在考虑这个问题？

正确的是，与线性稳压器相比，开关对您的应用（12V输入，5V 1.5A输出）更有意义。线性会浪费7V * 1.5A = 10.5W的热量，要摆脱它会是一个挑战。对于线性稳压器，电流输入=电流输出+工作电流。对于切换台，电源输入=电源输出/效率。

我没有查过您提到的TI部分（如果您提供了链接，我可能会查过）。开关调节器分为两大类，一类是带内部开关的，另一类是驱动外部开关的。如果该调节器是第二种，那么该器件的功耗就不会有问题，因为它没有直接处理电源。

如果它是一个完全集成的解决方案，那么您必须考虑功耗。您可以根据输出功率和效率来计算此耗散。输出为5V * 1.5A = 7.5W。例如，如果切换器的效率为80％，则总输入功率将为7.5W / 0.8 = 9.4W。输出功率与输入功率之差为加热功率，在这种情况下为1.9W。这比线性稳压器的性能要好得多，但是仍然足够热量，需要进行一些思考和计划。

80％只是我选择的一个数字。您需要仔细查看数据表，并很好地了解您的操作点可能会达到的效率。好的切换芯片具有很多图形和与此有关的其他信息。

一旦知道要加热多少瓦，就可以查看其热学指标，以了解从芯片到外壳的温度下降情况。数据表应为您提供每瓦特数degC。将其乘以瓦特耗散，即芯片的温度比外壳的外部温度高多少。有时，它们会告诉您从芯片到周围空气的热阻。当零件不打算与散热器一起使用时，通常就是这种情况。无论哪种方式，您都会发现模具的温度比您可以冷却或处理的温度高多少摄氏度。

现在，您查看最大管芯温度，然后减去上述温度下降值。如果这至少不比您的最坏情况下的环境温度高一点，那您就有问题了。如果是这样，它将变得混乱。您需要散热片，强制通风或使用其他零件。高功率开关通常是为外部开关元件设计的，因为功率晶体管会在热沉的情况下出现。切换器芯片通常不这样做。

我不想继续猜测，因此请提供有关您的特定情况的数字，我们可以继续进行。

数据表第一页上有效率与输出电流的关系图。对于1.5 A峰值电流，效率约为91％。如果以91％的效率提供7.5 W功率，那将浪费0.7 W的功率。

线性稳压器在1.5 A下将12 V降至5 V会浪费10.5 W，同时提供7.5 W功率，使其效率达到42％。

显然，切换台效率更高，浪费更少。但是，它们也往往更昂贵，使用起来更困难，没有问题。