我正在设计一个 10V 到 3.3V 的降压转换器。查看LT8610,应用示例显示了两个具有不同开关频率的相似电路。
效率与频率图显示,较低的开关频率效率略高。为什么会这样?
或者,更高的开关频率有什么优势?
我正在设计一个 10V 到 3.3V 的降压转换器。查看LT8610,应用示例显示了两个具有不同开关频率的相似电路。
效率与频率图显示,较低的开关频率效率略高。为什么会这样?
或者,更高的开关频率有什么优势?
每个开关周期都存在开启和关闭损耗,无论是在驱动开关元件本身(如果我们谈论的是 MOSFET,则为栅极驱动损耗)和如果您正在考虑使用硬开关拓扑结构(如您的问题中显示的降压转换器。
降低工作频率会减少单位时间内这些事件的数量——所有这些都是有损的。瞧,你现在省电了。
然而,低频开关的好处并不是免费的。较低开关频率的结果是每个开关周期的峰值电流较高。
电流引起的开关/栅极损耗和传导损耗之间通常存在一个平衡点。找到平衡是电源设计中“魔法”的一部分。
更高频率的操作会降低峰值电流(这意味着更小的磁性),但会增加栅极和开关损耗。同样,这一切都与平衡有关。
MOSFET 可以是相当不错的开关:它们在关闭时可能具有低漏电流和低导通电阻,因此在任何一种情况下它们的功耗都非常小;要么电流低,要么电压低。但是要打开和关闭 FET,它必须经过它的有源区,而且电压和电流都不能忽略,它们的乘积就是耗散功率。频率越高,每秒的开关损耗次数就越多,因此预计 2 MHz 时的开关损耗是 400 kHz 时的 5 倍。
更高的频率很有用,因为电感器必须存储更少的能量,并且可以做得更小。(能量是功率\$\times\$时间,频率越高开关周期越短。)