优化检流电阻损耗：2020年中国智能家居电源技术剖析

"检流电阻上的损耗是智能照明系统特别是地铁车厢LED照明供电电源设计中的关键因素，它涉及到电路中的能量转换效率和热管理。在《2020中国智能家居生态发展白皮书》中，这一章节详细探讨了检流电阻如何影响系统性能。 首先，检流电阻上的损耗与开关管电流有关，其损耗可以利用公式（6.10）计算，即 Srms^2 = qRS * IPK^2 / 2，其中q是二极管的电荷，RS是检流电阻，IPK是开关管峰值电流。这个损耗直接影响电源的效率，降低过多的损耗可能导致系统发热问题。 其次，电感上的损耗主要包括铜损和铁损。铜损主要由电感在开关周期内的电流有效值决定，通过公式（6.11）和（6.13），可以看出电感电流的有效值与其在半个工频周期内的平均值有关。考虑到实际电路中的铜线趋肤效应和临近效应，设计时会选取多根励磁线绕制以减小这些因素带来的额外损耗，计算公式为acrms_LcuL = -RIP^2 * Lrms^2 / 2。 铁损则是磁芯材料（如PQ2620的PC44材料）在高频工作下的磁滞损耗，可以通过材料的铁损耗曲线确定，例如在35kHz和250mT下，铁损耗为135kW/m³。为了优化电源效率，设计者需精确计算并选择合适的磁芯材料以及控制磁通密度，以减小铁损。 在地铁车厢LED照明供电电源的设计中，PFC（Power Factor Correction，功率因数校正）技术常被用于提高电源的能效，包括单级PFC、PFC+有源嵌位正激电路、PFC+对称/不对称半桥变换器以及PFC+LLC谐振变换器等方案。PFC部分的设计需要考虑功率因数的特性，以及电感、开关管等元件的参数计算，确保满足系统性能指标。 LLC谐振变换器是DC/DC部分的重要组成部分，其工作原理涉及谐振网络的输入阻抗和ZVS（Zero Voltage Switching，零电压开关）条件，以实现高效且低损耗的电压转换。通过精确设计谐振参数，可以优化变换器的空载和短路特性，同时还要进行元件应力分析，确保电路安全。此外，控制芯片外围电路的设计也是关键，如使用L6599芯片时，需根据其数据手册设置合适的外部电路。 DC/DC恒流模块的研究与设计则关注恒定输出电流的电路特性，这对于LED照明系统的稳定性和可靠性至关重要。恒流模块设计不仅要保证电流精度，还要兼顾热管理和效率平衡。 检流电阻和电感损耗的管理是智能家居生态系统中LED照明供电电源设计的核心内容，通过优化技术和参数选择，可以提升整个系统的能效，降低能耗，从而实现可持续的智能家居体验。"