【开关电源设想】若何为电源挑选适合的任务频次？-KIA MOS管
信息来历：本站 日期：2022-03-25
为电源挑选最好的任务频次是一个庞杂的衡量进程，此中包含尺寸、效力和本钱。凡是来讲，低频次设想常常是最为高效的，可是其尺寸最大且本钱也最高。固然调高频次能够或许削减尺寸并下降本钱，但会增添电路消耗。
接上去，咱们利用一款简略的降压电源来描写这些衡量进程。 咱们以滤波器组件作为起头。这些组件占有了电源体积的大局部，同时滤波器的尺寸同任务频次成反比干系。
别的一方面，每次开关转换城市伴有能量消耗；任务频次越高，开关消耗就越高，同时效力也就越低。其次，较高的频次运转凡是象征着能够或许利用较小的组件值。是以，更高频次运转能够或许带来极大的本钱节俭。
下图显现的是降压电源频次与体积的干系。频次为 100 kHz 时，电感占有了电源体积的大局部（深蓝色地区）。若是咱们假定电感体积与其能量相干，那末其体积削减将与频次成反比例干系。
因为某种频次下电感的磁芯消耗会极大增高并限定尺寸的进一步削减，是以在此环境下上述假定就不容悲观了。若是该设想利用陶瓷电容，那末输入电容体积（褐色地区）便会随频次削减，即所需电容下降。
别的一方面，之以是凡是会选用输入电容，是因为其具备纹波电流额外值。该额外值不会随频次而较着变更，是以其体积（黄色地区）常常能够或许坚持恒定。
别的，电源的半导体局部不会随频次而变更。如许，因为低频开关，无源器件会占有电源体积的大局部。当咱们转到高任务频次时，半导体（即半导体体积，淡蓝色地区）起头占有较大的空间比例。
该曲线图显现半导体体积实质上并未随频次而变更，而这一干系能够过于简略化。与半导体相干的消耗首要有两类：传导消耗和开关消耗。
同步降压转换器中的传导消耗与 MOSFET 的裸单方面积成反比干系。MOSFET 面积越大，其电阻和传导消耗就越低。
开关消耗与 MOSFET 开关的速率和 MOSFET 具备几多输入和输入电容有关。这些都与器件尺寸的巨细相干。大致积器件具备较慢的开关速率和更多的电容。
图显现了两种差别任务频次 （F） 的干系。传导消耗 （Pcon）与任务频次有关，而开关消耗 （Psw F1 和 Psw F2） 与任务频次成反比例干系。
是以更高的任务频次 （Psw F2） 会发生更高的开关消耗。当开关消耗和传导消耗相称时，每种任务频次的总消耗最低。别的，跟着任务频次进步，总消耗将更高。
可是，在更高的任务频次下，最好裸单方面积较小，从而带来本钱节俭。现实上，在低频次下，经由过程调剂裸单方面积来最小化消耗会带来极高本钱的设想。
可是，转到更高任务频次后，咱们就能够或许优化裸单方面积来下降消耗，从而削减电源的半导体体积。如许做的错误谬误是，若是咱们不改良半导体手艺，那末电源效力将会下降。
如前所述，更高的任务频次可削减电感体积；所需的内层芯板会削减。更高频次还可下降对输入电容的请求。有了陶瓷电容，咱们就能够或许利用更低的电容值或更少的电容。这有助于削减半导体裸单方面积，进而下降本钱。
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