Estoy diseñando un convertidor reductor de 10V a 3.3V. Mirando el LT8610 , el ejemplo de aplicaciones muestra dos circuitos similares que tienen diferentes frecuencias de conmutación.
El gráfico de Eficiencia frente a frecuencia muestra que una frecuencia de conmutación más baja es ligeramente más eficiente. ¿Por qué esto es así?
Alternativamente, ¿cuáles son las ventajas de una mayor frecuencia de conmutación?
Hay ciclos de encendido y apagado en cada ciclo de conmutación, tanto en la conducción de los elementos de conmutación (pérdida de la unidad de la puerta si estamos hablando de MOSFET) como en el tren de potencia si está considerando una conmutación difícil topología como los convertidores reducidos que se muestran en su pregunta.
La reducción de la frecuencia de operación reduce el número de estos eventos por unidad de tiempo, todos los cuales tienen pérdidas. Voila, ahora estás ahorrando algo de poder.
Sin embargo, los beneficios de la conmutación de baja frecuencia no son gratuitos. El resultado de una frecuencia de conmutación más baja es una mayor corriente de pico por ciclo de conmutación.
En general, hay un punto de equilibrio entre las pérdidas de conmutación / puerta y las pérdidas de conducción debido a la corriente. Encontrar el equilibrio es parte de la 'magia' en el diseño de la fuente de alimentación.
La operación de mayor frecuencia reduce la corriente de pico (lo que significa magnéticos más pequeños) pero aumenta las pérdidas de conmutación y de puerta. Una vez más, todo se trata de equilibrio.
Los MOSFET pueden ser interruptores bastante buenos: pueden tener una corriente de fuga baja cuando están apagados y una resistencia de encendido baja, por lo que en cualquier situación son muy poco disipadores de energía; o bien la corriente es baja, o la tensión. Pero para encender y apagar el FET tiene que pasar por su región activa, y allí ni la tensión ni la corriente son despreciables, y su producto es potencia disipada. Cuanto mayor sea la frecuencia, más veces por segundo tendrá estas pérdidas de conmutación , así que espere 5 veces más pérdidas de conmutación a 2 MHz que a 400 kHz.
Una frecuencia más alta es útil porque el inductor tiene que almacenar menos energía y se puede hacer más pequeño. (La energía es potencia \ $ \ veces \ $ tiempo y, a mayor frecuencia, el período de conmutación es más corto).
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