两个原因...

1. 更高的频率意味着您可以使用更小、更便宜和更轻的组件。

2. 在一定频率（约50KHz）下会产生可听噪声。在高端它会让你的宠物疯狂，在较低端它会让你和你的用户疯狂。

诀窍是达到平衡。使频率足够高以限制成本，同时足够低以能够找到合适的开关，并且不会太有损。

还有另一个权衡。较低的频率意味着您需要处理更多的纹波，但高频又意味着更多的 EMI 噪声。

获得正确的平衡是一门艺术。

为什么升压转换器的开关频率高于 100kHz 范围？

强大的升压转换器可以在低/中 kHz 范围内运行，并且可能会这样做，因为使用的功率晶体管本质上是慢速器件。诀窍是在静态损耗大约等于动态损耗的频率下运行。

如果我理解正确，随着频率从 100kHz 向上增加，电感器产生的纹波电流减小，电感器中的电流随时间变化减小，并且组件可以更小，因为它们不必处理更大的 (相对）电流。

纹波电流决定了电感器存储多少能量并周期性地提供给电容器。在更高的频率下，这种传输每秒完成的次数更多，因此，对于传递给负载的相同功率，纹波电流可能更小，但这并不完全提供相同的功率（能量与电流的平方成正比），因此电感具有被减少，这增加了纹波电流。如果您尝试考虑运行不连续或连续传导模式的可能性，那么它并不像您想象的那么明确。

组件可以更小，是的。

但是，MOSFET 中的开关损耗以及电感器磁芯的损耗会降低效率。

是和不是。开关损耗确实会增加，但某些磁芯损耗会降低，例如饱和。但是，涡流损耗（通常小于磁芯饱和）会趋于增加，这就是为什么您会看到在制造适合于 1 MHz 以上开关的磁芯方面取得了重大进展。

因此，既然您可以通过降低频率来提高效率，那么为什么开关频率不在较低的范围内呢？例如 100Hz-10kHz 范围？

在低频时，电感饱和是一个重要因素——降低频率和饱和损耗会突然飙升。如果您在 MOSFET 中保持动态和静态损耗之间的平衡，这通常是目标的最佳频率（如前所述）。

是不是电感器必须处理的电流变化太大，电感器布线电阻损耗开始成为功率损耗的主要来源？

较低的频率意味着每秒传输的能量更少，这意味着您必须以更高的电流运行（对于相同的功率输出），但不要对此感到痴迷。运行 CCM（连续导通模式）意味着纹波电流可以非常小以传输相同的能量。

有许多不同的因素决定了任何转换器的开关频率的选择。其中之一是磁性元件和电容器的尺寸，随着频率的升高，它们往往会减小。如果你降低频率，不仅这些组件会变大，而且当你进入音频范围时，你也会受到噪音的影响。第二个重要因素是效率。如果在轻负载条件下以 100 kHz 的频率永久开关，开关损耗将在很大程度上影响效率。因此，当今的许多 DC-DC 转换器都采用所谓的频率折返模式，当负载电流变轻时，该模式会降低开关频率。它提高了很多效率。由于噪声原因，控制器通常在 20 kHz 以上停止折叠，如果负载电流进一步下降，则进入跳跃周期。

一个重要因素是交叉频率 \$f_c\$，它通常选择远低于开关频率的一半。例如，如果您想要一个激进的 50-kHz 分频器，您会发现使用 100-kHz \$F_{sw}\$ 它不会遵守 Nyquist 标准。例如，您需要将 \$F_{sw}\$ 推到 250 kHz。但是，您需要记住令人讨厌的右半平面零 (RHPZ) 会困扰所有间接能量传输转换器，例如升压或降压-升压结构。RHPZ 是升压操作固有延迟的数学表示：首先将能量存储在电感 \$L\$ 中，然后将其释放到负载。如果电流需求增加，您无法像使用降压转换器那样立即响应，因为您需要首先在电感器中存储更多能量。如果由于没有足够的伏秒或电感器太大而无法执行此操作，则 \$V_{out}\$ 首先会下降，并且您会暂时反转控制定律，直到电感器电流累积到正确的值。您通过采用比最低 RHPZ 位置低 30% 的交叉频率来对抗这个 RHPZ（在电压模式或电流模式下，相同位置）。对于在连续导通模式 (CCM) 下运行的升压转换器，RHPZ 位于 \$\omega_z=\frac{{R_L}(1-D)^2}{L}\$，因此您可以看到采用较小的 \ $L\$ 通过推动开关频率也会使 RHPZ 更高（因此更多带宽），这是选择 \$F_{sw}\$ 时要考虑的另一个参数。然后 \$V_{out}\$ 首先下降，并且您暂时反转了控制定律，直到电感电流增加到正确的值。您通过采用比最低 RHPZ 位置低 30% 的交叉频率来对抗这个 RHPZ（在电压模式或电流模式下，相同位置）。对于在连续导通模式 (CCM) 下运行的升压转换器，RHPZ 位于 \$\omega_z=\frac{{R_L}(1-D)^2}{L}\$，因此您可以看到采用较小的 \ $L\$ 通过推动开关频率也会使 RHPZ 更高（因此更多带宽），这是选择 \$F_{sw}\$ 时要考虑的另一个参数。然后 \$V_{out}\$ 首先下降，并且您暂时反转了控制定律，直到电感电流增加到正确的值。您通过采用比最低 RHPZ 位置低 30% 的交叉频率来对抗这个 RHPZ（在电压模式或电流模式下，相同位置）。对于在连续导通模式 (CCM) 下运行的升压转换器，RHPZ 位于 \$\omega_z=\frac{{R_L}(1-D)^2}{L}\$，因此您可以看到采用较小的 \ $L\$ 通过推动开关频率也会使 RHPZ 更高（因此更多带宽），这是选择 \$F_{sw}\$ 时要考虑的另一个参数。

所以我们已经看到了组件尺寸、噪声、交叉频率，当然还有 EMI。EMI 是选择开关频率的一个重要标准，具体取决于升压转换器将提供什么（RF 敏感头、测量电路等）或您需要通过什么标准。例如，尽管有可能以更高的频率进行切换，但绝大多数笔记本电脑的 AC-DC 适配器的工作频率为 65 kHz。为什么？因为二次谐波 \$H_2\$ 低于 150 kHz，即 CISPR22 标准的起始频率。因此，如果您考虑到自然谐波衰减，则在 65 kHz 时降低发射电平切换的工作可能会更少（因为您将处理已经更低的 \$H_3\$），而不是在切换时全功率下的基波在 200 kHz。希望这不是太多的废话！:)