Я розробляю понижуючий перетворювач від 10 В до 3,3 В. Дивлячись на LT8610 , приклад додатків показує два подібних ланцюга, що мають різні частоти комутації.
Графік ефективності та частоти показує, що нижча частота комутації є дещо ефективнішою. Чому це так?
В якості альтернативи, які переваги має більша частота комутації?
Відповіді:
З кожним циклом перемикання виникають втрати на включення та вимкнення, як при русі самих перемикаючих елементів (втрата приводу воріт, якщо ми говоримо про MOSFET), так і в силовому поїзді, якщо ви розглядаєте топологію жорсткого перемикання, як спадні перетворювачі, зображені у вашому запитанні.
Зниження робочої частоти зменшує кількість цих подій за одиницю часу - всі вони є втратними. Вуйла, ти економиш трохи енергії зараз.
Однак переваги комутації нижчих частот не є безкоштовними. Результатом меншої частоти комутації є більший піковий струм за цикл комутації.
Загалом існує точка балансування між втратами комутації / затвора і втратами на провідність через струм. Пошук балансу є частиною "магії" в дизайні джерела живлення.
Більш висока частота роботи зменшує піковий струм (що означає меншу магнітику), але збільшує втрати воріт та комутації. Знову ж таки, справа в балансі.
MOSFET можуть бути досить хорошими комутаторами: вони можуть мати низький струм витоку при вимкненому стані та низький опір, тому в будь-якій ситуації вони дуже мало розсіюються; або струм низький, або напруга. Але для увімкнення та вимкнення FET він повинен пройти через його активну область, і там ні напруга, ні струм незначні, і їхній продукт розсіюється потужністю. Чим вище частота, тим більше разів в секунду у вас є ці втрати комутації , тому очікуйте в 5 разів більше втрат комутації на 2 МГц, ніж на 400 кГц.