能效自动增强在输出电压较低时也能让降压转换器保持高能效

　　能效自动增强在输出电压较低时也能让降压转换器保持高能效

　　传统上，在降压 DC/DC 转换器中，在将输出电压配置为较低值时，功率转换效率也会降低。 例如，对于 12 V 输入转 3.3 V 输出的降压 DC/DC 转换器，在满载时可以提供 90% 以上的能效。 同样的转换器，当输出电压配置为 1.8 V 时，即使采用类似的输入特征，在满载时也只能实现低于 84% 的能效。 随着进一步将输出电压配置为更低的值，相同的输入参数获得的性能也会持续降低。 结果就是，因为更高的损耗而在封装内产生更多的功率耗散，从而造成温度升高。 这不是我们所期望的，特别是用在象笔记本电脑、平板电脑和固态驱动器 （SSD） 之类电池供电产品中，因为高工作温度会干扰产品性能。

　　为解决这一问题，Texas Instruments 的工程师们开发出了一种称作“能效自动增强”或“AEE”的新型功率转换方法。 即使将输出电压配置得很低，这一专有技术也能让降压 DC/DC 转换器保持高能效。 换言之，不管输出电压如何变化，功率转换效率始终保持高水平。

　　能效下降

　　但是在介绍 AEE 前，让我们先看看是什么造成能效下降。 TI 的应用工程师 Chris Glaser 在其《AEE 提升了较低输出电压降压转换器的能效》1 一文中解释了这种效率下降的原因。 据 Glaser 所述，配置较低的输出电压下导致降压转换器能效下降的直接原因是，输出功率降低了，功耗却没有相应减少。

　　在开关模式电源中，功耗一般包括开关损耗和传导损耗。 众所周知，开关损耗取决于输入电压、输出电流和开关频率，而传导损耗则由输出电流和 MOSFET 的导通电阻决定。 因此输出电压不是转换器整体损耗的影响因素，但输入电压相同时，输出功率，即输出电压与输出电流的乘积，肯定会随输出电压下降而下降。 所以功耗相同时，能效必然会随转换器配置的输出电压下降而下降，因为“能效 =（输出功率）/（输出功率 + 损耗）”。

　　现在，依据 TI 的这篇文章，开关损耗可以通过降低转换器配置为低电压时的开关频率来减少，从而提升能效。 但是重新设计输出滤波器和回路补偿电路要耗费不少的工作量。 Glaser 指出“这需要在设计上花费更多时间和精力，并且系统中输出电压不同的电路可能需要不同的元件，因此可能增加物料 （BOM） 成本。”