¿Cuál es la potencia máxima que un inductor puede transferir en una SMPS?

Con un voltaje de suministro fijo, una inductancia fija y una corriente de saturación conocida, no solo tiene la energía máxima que la bobina puede almacenar:

$$ E = 0.5 I_ {sat} ^ 2 L $$

pero también cuánto tiempo se tarda en cargar la bobina con esa cantidad de energía:

$$ t_ {charge} = \ frac {I_ {sat} L} {V_ {supply}} $$

La potencia transferida es igual a la energía por ciclo dividida por el período del ciclo, \ $ t_ {cargo} + t_ {descarga} \ $.

El tiempo de descarga depende del voltaje de salida, con voltajes más altos que dan tiempos más cortos, pero en cualquier caso, el período total no puede ser más corto que \ $ t_ {cargo} \ $, por lo que esto pone un límite superior en la potencia máxima transferencia.

El modo de conducción continua no cambia esto; Si bien permite frecuencias de conmutación más altas, la energía transferida por ciclo es proporcionalmente menor.

Cada ciclo de conmutación, la energía se almacena en el estrangulador y luego se descarga en la carga. Su límite es la energía total que puede almacenarse en el estrangulador, multiplicada por la frecuencia con la que funciona el convertidor. En su caso, el estrangulador puede almacenar \ $ \ frac {1} {2} LI ^ 2 = \ frac {1} {2} (6.8x10 ^ {- 6}) (1) ^ 2 = 3.4 \ mu J \ PS Multiplique eso por su frecuencia de conmutación y obtendrá su máximo rendimiento de potencia total, asumiendo la conducción en el límite o el modo discontinuo. CCM es más complejo, pero creo que las matemáticas funcionan con el mismo límite.

Ahora, preguntaste "independientemente de la frecuencia". Lamentablemente no creo que sea posible imaginarlo; La frecuencia es inherentemente una propiedad de la transferencia de potencia, es de donde vienen los "segundos" en "Joules por segundo". Por supuesto, las propiedades del estrangulador en sí te darán un límite de frecuencia más allá del efecto de la piel o las pérdidas del núcleo que lo harán fundir.