在【電源設計小貼士11】中，我們建議使用如下輸出電流函數來計算電源損耗：



下一步是利用上述簡單表達式，並將其放入效率方程式中：



這樣，輸出電流的效率就得到了優化（具體論證工作留給學生去完成）。這種優化可產生一個有趣的結果。

當輸出電流等於如下表達式時，效率將會最大化。



需要注意的第一件事是，a1項(xiang)對(dui)效(xiao)率(lv)達(da)到(dao)最(zui)大(da)時(shi)的(de)電(dian)流(liu)不(bu)產(chan)生(sheng)影(ying)響(xiang)。這(zhe)是(shi)由(you)於(yu)它(ta)與(yu)損(sun)耗(hao)相(xiang)關(guan)，而(er)上(shang)述(shu)損(sun)耗(hao)又(you)與(yu)諸(zhu)如(ru)二(er)極(ji)管(guan)結(jie)點(dian)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)成(cheng)比(bi)例(li)關(guan)係(xi)。因(yin)此(ci)，當(dang)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)增(zeng)加(jia)時(shi)，上(shang)述(shu)損(sun)耗(hao)和(he)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)也(ye)會(hui)隨(sui)之(zhi)增(zeng)加(jia)
，並(bing)且(qie)對(dui)效(xiao)率(lv)沒(mei)有(you)影(ying)響(xiang)。需(xu)要(yao)注(zhu)意(yi)的(de)第(di)二(er)件(jian)事(shi)是(shi)，最(zui)佳(jia)效(xiao)率(lv)出(chu)現(xian)在(zai)固(gu)定(ding)損(sun)耗(hao)和(he)傳(chuan)導(dao)損(sun)耗(hao)相(xiang)等(deng)的(de)某(mou)個(ge)點(dian)上(shang)。這(zhe)就(jiu)是(shi)說(shuo)，隻(zhi)要(yao)控(kong)製(zhi)設(she)置(zhi)a0和a2值的組件
，便能夠獲得最佳效率。還是要努力減小a1的值，並提高效率。控製該項所得結果對所有負載電流而言均相同
，因此如其他項一樣沒有出現最佳效率。a1項的目標是在控製成本的同時達到最小化。

表1概括總結了各種電源損耗項及其相關損耗係數，該表提供了一些最佳化電源效率方麵的折中方法。例如
，功率MOSFET導通電阻的選擇會影響其柵極驅動要求及Coss損耗和潛在的緩衝器損耗。低導通電阻意味著，柵極驅動
、Coss 和緩衝器損耗逆向增加。因此，您可通過選擇MOSFET來控製a0和a2。
壓
；它們還包含兩組低壓差線性穩壓器(LDO)
，負責提供電源給鎖相回路 (PLL) 和SRAM或處理器的其它功能模塊。這些器件還有許多功能未列在表中
，例如後備電池支持、I2C界麵和重置功能。

表1 損耗係數及相應的電源損耗


代數式下一位將最佳電流代回到效率方程式中，解得最大效率為：



需要最小化該表達式中的最後兩項，以最佳化效率。a1項很簡單，隻需對其最小化即可。末尾項能夠實現部分優化。如果假設MOSFET的Coss和柵極驅動功率與其麵積相關，同時其導通電阻與麵積成反比，則可以為它選擇最佳麵積（和電阻）。圖1顯示了裸片麵積的優化結果。裸片麵積較小時
，MOSFET的導通電阻變為效率限製器。隨著裸片麵積增加，驅動和Coss損耗也隨之增加，並且在某一點上變為主要損耗組件。這種最小值相對寬泛，從而讓設計人員可以靈活控製已實現低損耗的MOSFET成本。當驅動損耗等於傳導損耗時達到最低損耗。


圖2是圍繞圖1最(zui)佳(jia)點(dian)的(de)三(san)種(zhong)可(ke)能(neng)設(she)計(ji)效(xiao)率(lv)圖(tu)。圖(tu)中(zhong)分(fen)別(bie)顯(xian)示(shi)了(le)三(san)種(zhong)設(she)計(ji)的(de)正(zheng)常(chang)裸(luo)片(pian)麵(mian)積(ji)。輕(qing)負(fu)載(zai)情(qing)況(kuang)下(xia)
，較(jiao)大(da)麵(mian)積(ji)裸(luo)片(pian)的(de)效(xiao)率(lv)會(hui)受(shou)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)的(de)驅(qu)動(dong)損(sun)耗(hao)影(ying)響(xiang)
，而(er)在(zai)重(zhong)負(fu)載(zai)條(tiao)件(jian)下(xia)小(xiao)尺(chi)寸(cun)器(qi)件(jian)因(yin)高(gao)傳(chuan)導(dao)損(sun)耗(hao)而(er)變(bian)得(de)不(bu)堪(kan)重(zhong)負(fu)。這(zhe)些(xie)曲(qu)線(xian)代(dai)表(biao)裸(luo)片(pian)麵(mian)積(ji)和(he)成(cheng)本(ben)的(de)三(san)比(bi)一(yi)變(bian)化(hua)
，注(zhu)意(yi)這(zhe)一(yi)點(dian)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。正(zheng)常(chang)芯(xin)片(pian)麵(mian)積(ji)設(she)計(ji)的(de)效(xiao)率(lv)隻(zhi)比(bi)滿(man)功(gong)率(lv)大(da)麵(mian)積(ji)設(she)計(ji)的(de)效(xiao)率(lv)稍(shao)低(di)一(yi)點(dian)
，而(er)在(zai)輕(qing)載(zai)條(tiao)件(jian)下(xia)（設計常常運行在這種負載條件下）則更高。