¿Qué frecuencia PWM usar en SMPS?

Hay muchas fuentes de pérdida en un SMPS. Aquí hay solo dos:

pérdidas de conmutación

Cada vez que el "interruptor" (generalmente un MOSFET) cambia de encendido a apagado, pasa algún tiempo en un estado intermedio. Durante este tiempo, hay simultáneamente una corriente significativa en el dispositivo y un voltaje significativo a través de él. Como \ $ P = IE \ $, esto significa que el MOSFET está desperdiciando energía eléctrica de entrada para calentarse.

Para minimizar estas pérdidas, desea cambiar lo menos posible. Cuanto más baja sea la frecuencia, menor será la frecuencia de cambio y menor será la pérdida por cambio.

pérdidas resistivas en el inductor

Un inductor real tiene resistencia y experimentará pérdidas de acuerdo con la ley de Joule: \ $ P = I ^ 2 R \ $. La corriente en este inductor no es constante: crece cuando almacena energía de entrada y disminuye a medida que libera esa energía almacenada en la salida.

Claramente, el punto de SMPS es entregar la corriente a la carga, por lo que no podemos eliminar esta corriente. Sin embargo, tenemos una opción de la forma de esa corriente. El filtro de salida (a menudo tan simple como un condensador) significa que podemos tener una ondulación de alta corriente en el inductor y aún así obtener un voltaje de salida estable. Sin embargo, si hay una ondulación de alta corriente, necesariamente debe haber momentos en que la corriente del inductor sea mucho más que la corriente requerida por la carga. Dado que las pérdidas son proporcionales al cuadrado de la corriente, esto significa que nuestras pérdidas son mayores cuando hay una fluctuación actual, en comparación con el caso cuando no hay una ondulación actual.

Para minimizar estas pérdidas, desea que la frecuencia de conmutación sea lo más alta posible, ya que esto minimizará la ondulación actual.

conclusión:

Si la "mejor" frecuencia es una que tiene pérdidas mínimas, entonces la mejor frecuencia de conmutación es el equilibrio óptimo entre múltiples tipos de pérdidas. Estos no son los únicos tipos de pérdida. Para determinar la mejor frecuencia, tendrá que realizar un análisis cuidadoso de todas las pérdidas potenciales en su SMPS específico, determinar cómo cambian esas frecuencias según la frecuencia y luego resolver ese sistema de ecuaciones para obtener una pérdida mínima.

Esto es algo aparte de lo que pidió, pero si está preocupado por la última eficiencia, no conecte los dos paneles solares juntos, especialmente si eso lleva a un conmutador multifase. Habrá diferencias entre los dos paneles y, por supuesto, la insolación también puede variar a medida que las sombras cruzan los dos paneles de manera diferente. 250 W es ciertamente factible, pero ya es bastante, por lo que debería ser más eficiente y probablemente más fácil diseñar un conmutador monofásico de 250 y hacer dos de ellos, y luego diseñar un conmutador multifásico de 500 W.