¿Por qué la capacitancia parásita influye en la conmutación Dc-Dc de alta frecuencia?

  

En ese escenario, una corriente nunca fluiría.

Por supuesto, la corriente fluye a través de un capacitor cada vez que el pulso sube y baja. Para un condensador Q = CV y la diferenciación en ambos lados para obtener la corriente, encontramos que: -

I = C dv / dt porque dq / dt = current.

En otras palabras, cuando el borde de voltaje es agudo (alto dV / dt), la corriente puede ser muy grande si no está limitada por alguna resistencia en serie o un inductor.

Es por esta razón que la corriente en un condensador de una fuente de voltaje de onda sinusoidal se desplaza 90 grados en una onda de coseno, todo se reduce a las matemáticas detrás de la diferenciación de voltaje (dv / dt).

Es importante darse cuenta de que el pulso de onda cuadrada en el que pones una figura en realidad tiene varias frecuencias diferentes.

Por ejemplo, esta figura de la página de wikipedia en series de Fourier

EstomuestralosprimerostérminosdelaseriedeFourierdeunaondacuadrada.Amedidaqueagregatérminos(quesoncadaunomásaltosymásaltosenfrecuencia),obtieneunaaproximacióncadavezmayoraunaondacuadrada.

Laseriesepuedeescribircomo:

$$f(x)=\frac{4}{\pi}\sum_{n=1}\frac{1}{2n-1}\sin\left(\frac{(2n-1)\pix}{L}\derecha)$$

(de aquí )

Entonces, cuando un condensador está siendo impulsado por una onda cuadrada, la impedancia actúa (en su mayoría) de forma independiente en cada una de estas diferentes ondas sinusoidales.

En las frecuencias altas, cualquier capacitancia o inductancia parásita (que también es bastante grande en placas) actúa sobre las formas de onda. Para algunas de estas frecuencias, la combinación puede causar un timbre (cuando se crean circuitos resonantes con las capacitancias e inductancias). Un capacitor seguido de una resistencia a tierra también se ve como un diferenciador, creando picos de corriente donde el voltaje cambia repentinamente. Todas estas cosas pueden causar problemas, haciendo que las SMPS de tablero sean difíciles de corregir (aunque he conseguido que uno muy ruidoso trabaje con algunos controladores de frecuencia más baja).

La corriente fluye debido al parásito C como lo han cubierto Andy y Andrew. Este efecto generalmente es malo porque en un convertidor PWM ortodoxo de conmutación dura significa pérdida de energía porque la energía capacitiva no se recupera. Esto equivale a pérdidas adicionales que son proporcionales a la frecuencia que a menudo se acumula en Pérdidas de Conmutación Total. Las formas de onda pico de estas corrientes capacitivas conducen a problemas de EMC. La inductancia parásita de las trazas de PCB y los cables puede dar lugar a un timbre que, si no se amortigua, puede generar picos en su gráfico de EMC irradiado. En términos generales, la capacidad de mosfets, diodos y bobinas es mayor que la capacitancia de PCB. Esquemas que utilizan esta capacitancia es más eficiente y más silenciosa.