BUCK开关电源的组成部分 BUCK开关电源中的功率损耗
此文回答某平台上某工程师的问题，讨论如何从元器件选型的角度来提升buck开关电源的转换效率。
2. buck开关电源的6个组成部分
上图所示，是非同步buck电路的拓扑，可见其组成部分有：输入电容cin，输出电容cout，开关管q1，续流二极管d，功率电感l，控制器件ic，共6个元器件（不包括输入源vin和负载rl）。
上图所示，buck开关电源中的每个元器件都存在对应的功率损耗，功率损耗越大，就会导致转换效率越低。
所以，从元器件选型的角度看，提升转换效率的方法就是，选择寄生参数更小的元器件。
3. buck开关电源中的功率损耗
3.1 输入/输出电容上的功率损耗
参考上图，因为对于电容来说，esr是其寄生参数，从电容选型的角度看，选择更小esr参数的电容，就可以降低输入或输出电容上的功率损耗，从而能够在一定程度上提升转换效率。
3.2 高边开关管上的功率损耗
(1)高边开关管上的导通损耗
(2)高边开关管上的开关损耗或交叉损耗
(3)高边开关管上的输出电容损耗
(4)高边开关管上的栅极驱动损耗
所以，从高边开关管元件选型看，选择较低的导通电阻rds(on)、上升时间、下降时间、输入电容cgd/cgs和输出电容cds这些寄生参数，就可以降低高边开关管上的功率损耗，从而能够在一定程度上提升转换效率。
3.3 续流二极管上的功率损耗
(1)续流二极管上的正向导通损耗
(2)续流二极管上的反向恢复损耗
所以，选择具有较小的正向导通压降vf、反向恢复电流irr、反向恢复时间trr的续流二极管，可以降低其上功率损耗，从而能够在一定程度上提升转换效率。
3.4 功率电感上的导通损耗
所以，选择具有较小的直流电阻dcr寄生参数的功率电感，可以降低其上功率损耗，从而能够在一定程度上提升转换效率。
3.5 控制器件的功率损耗
所以，从buck开关电源控制器的角度看，选择具有较低的工作电流的ic，可以降低其上功率损耗，从而能够在一定程度上提升转换效率。
4. 小结
综上所述，所有的参数都是可以量化的；使用“控制理论”或“大数定理”的思维总结就是，只要迭代次数足够，我们要设计的电路总能够向着“设计需求design requirement”收敛。
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上图所示，buck开关电源中的每个元器件都存在对应的功率损耗，功率损耗越大，就会导致转换效率越低。
所以，从元器件选型的角度看，提升转换效率的方法就是，选择寄生参数更小的元器件。
3. buck开关电源中的功率损耗
3.1 输入/输出电容上的功率损耗
参考上图，因为对于电容来说，esr是其寄生参数，从电容选型的角度看，选择更小esr参数的电容，就可以降低输入或输出电容上的功率损耗，从而能够在一定程度上提升转换效率。
3.2 高边开关管上的功率损耗
(1)高边开关管上的导通损耗
(2)高边开关管上的开关损耗或交叉损耗
(3)高边开关管上的输出电容损耗
(4)高边开关管上的栅极驱动损耗
所以，从高边开关管元件选型看，选择较低的导通电阻rds(on)、上升时间、下降时间、输入电容cgd/cgs和输出电容cds这些寄生参数，就可以降低高边开关管上的功率损耗，从而能够在一定程度上提升转换效率。
3.3 续流二极管上的功率损耗
(1)续流二极管上的正向导通损耗
(2)续流二极管上的反向恢复损耗
所以，选择具有较小的正向导通压降vf、反向恢复电流irr、反向恢复时间trr的续流二极管，可以降低其上功率损耗，从而能够在一定程度上提升转换效率。
3.4 功率电感上的导通损耗
所以，选择具有较小的直流电阻dcr寄生参数的功率电感，可以降低其上功率损耗，从而能够在一定程度上提升转换效率。
3.5 控制器件的功率损耗
所以，从buck开关电源控制器的角度看，选择具有较低的工作电流的ic，可以降低其上功率损耗，从而能够在一定程度上提升转换效率。
4. 小结
综上所述，所有的参数都是可以量化的；使用“控制理论”或“大数定理”的思维总结就是，只要迭代次数足够，我们要设计的电路总能够向着“设计需求design requirement”收敛。
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