¿Qué efecto tiene la frecuencia de conmutación en la ganancia de voltaje del convertidor de refuerzo DC-DC?

Casi todos los convertidores de refuerzo tienen un circuito de retroalimentación para controlar el voltaje de salida. Esto significa que no hay ganancia de voltaje, el voltaje de salida es independiente del voltaje de entrada (siempre y cuando esté dentro de los límites prácticos).

Quizás estés pensando en este tipo de circuito:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

¡La ganancia de voltaje de este circuito sin ninguna carga es infinita! Por qué es así ? Cuando S1 está cerrado, la energía eléctrica de la batería carga el inductor L1. Sí, un inductor se puede cargar con corriente! Esto crea un campo magnético en el inductor. Cuando S1 se abre, el inductor quiere mantener la corriente fluyendo. Así que la corriente fluye a través de D1 en C1. Dado que L1 se comporta como una fuente de corriente cuando está cargada pero S1 está abierto, la tensión en el ánodo de D1 simplemente alcanzará el valor requerido para hacer que la corriente fluya. Así que con los componentes ideales, el voltaje alcanzará un valor infinito.

La frecuencia de conmutación no tiene nada que ver con esto, una frecuencia de conmutación más baja significa que S1 se abre y se cierra más rápido, lo que significa que L1 se cobra menos por ciclo de apertura-cierre.

Cuando cambia la frecuencia, los parámetros óptimos para el filtro LC de salida también cambian. Si aumenta la frecuencia, los parámetros óptimos se reducirán y no habrá problemas (hasta que L y C puedan funcionar en dichas frecuencias). Si está disminuyendo la frecuencia, los parámetros aumentan y puede pasar de CCM (modo de corriente continua) a DCM (modo de corriente discontinua). En DCM, la función de transferencia para el estado estable dependerá del valor de carga y se volverá no lineal.

Entonces, para su caso, la respuesta es: sí, cuando aumenta la frecuencia, será lineal hasta que los parámetros del circuito lo permitan (si el inductor no está diseñado para una frecuencia de conmutación de 1 MHz, entonces son sus problemas).

También debe tener en cuenta que el aumento de la frecuencia causará un aumento de las pérdidas dinámicas de potencia (si estamos hablando de una conmutación difícil, entonces está aumentando linealmente con la frecuencia).