为什么较低的开关频率更有效?


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我正在设计一个10V至3.3V降压转换器。从LT8610来看,该应用示例显示了两个具有不同开关频率的相似电路。

效率与频率的关系图表明,较低的开关频率效率更高。为什么会这样呢?

另外,更高的开关频率有什么优势?

LT8610 3.3V降压转换器

效率与频率图

Answers:


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在每个开关周期中都有导通和关断损耗,在驱动开关元件本身时(栅极驱动器损耗,如果我们使用MOSFET的话)以及在动力总成中,如果您考虑采用诸如问题中的降压转换器。

降低工作频率可减少每单位时间发生的这些事件的数量-所有这些事件都是有损的。瞧,您现在可以节省一些电量。

但是,低频切换的好处并非一无是处。较低的开关频率会导致每个开关周期的峰值电流更高。

由于电流,开关/栅极损耗和传导损耗之间通常存在一个平衡点。找到平衡点是电源设计中“魔术”的一部分。

更高的频率工作会降低峰值电流(这意味着较小的磁通量),但会增加栅极和开关损耗。同样,这都是关于平衡的。


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您能解释一下峰值电流的含义吗?
标准桑顿2012年

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开关稳压器将DC斩波为高频AC,然后对其进行整流并再次使DC变为直流。高频斩波涉及电感器和/或变压器。在导通期间,磁性元件中存在电流斜坡-导通时间越长,对于给定的电感值,峰值将越高。
亚当·劳伦斯

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MOSFET可能是相当不错的开关:它们在关断时可能具有低泄漏电流,而导通电阻也很低,因此,在任何一种情况下,它们的功耗都非常小。电流低或电压高。但是要接通和关断FET,必须经过其有效区域,电压和电流都不能忽略不计,其乘积是功耗。频率越高,您每秒获得的次数就越多开关损耗就越多,因此,在2 MHz时,开关损耗比在400 kHz时高5倍。

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很好的解释。
标准桑顿
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