5 實驗評估

用來評估轉換器性能的操作負載範圍為 48V 輸入和 12V 輸出。圖 3 顯示實測效率與對應功率損耗隨輸出電流變化的關係。同時呈現這兩項數值，可更完整地檢視轉換器性能。效率反映功率轉換的有效性，而功率損耗曲線則代表轉換器必須耗散的熱負載。為了充分發揮雙面冷卻封裝的效果，在資料擷取期間安裝了散熱器，而不使用額外的氣流。本文後續將討論散熱器和測試配置的相關詳細資訊。

在較輕負載下，和電感磁芯損耗、閘極驅動器及其他控制相關損耗相關的相對固定損耗，佔處理功率的比例較高。隨著輸出電流增加，這些固定損耗相對於輸出功率佔比變小，效率隨之提升，並且在接近 40A 時達到峰值。超過此點後，電流相依損耗逐漸成為主要來源，因為電阻傳導損耗大致上會隨著電流的平方 (I²R) 增加。因此，功率 IC、電感器及高電流 PCB 銅路徑中的傳導損耗會隨著負載電流快速增加，導致轉換器接近滿載時效率逐漸降低。

雖然從峰值效率到滿載，效率僅下降 0.5%，但對應的功率損耗會增加 18.2W。絕對功率損耗的增加代表精巧轉換器佔位面積內的熱負載顯著增加，也凸顯了為功率級與周邊元件提供有效散熱路徑的重要性。

實測功率損耗資料也為 圖 2 中的散熱模擬提供對照背景。此模擬設定每個 LMG708B0 IC 耗散 6.29W，在 80A 滿載操作點時，對應四相的 25.16W。在實測 80A 操作點，轉換器總功率損耗為 31.2W。這些數值之間的差異代表分散在其他轉換器元件中的損耗，主要是電感器、電流感測分流電阻器，以及 PCB 電流路徑，同時也反映熱模型中所採用的假設。儘管如此，比較結果顯示總熱負載的相當大部分與四個整合式 GaN 功率 IC 相關，可使用專屬的雙面冷卻來補充經由 PCB 的熱擴散。