Welche Auswirkung hat die Schaltfrequenz auf eine Schaltverstärkerschaltung?

9

In welchen Fällen / Anwendungen ist eine hohe Schaltfrequenz erwünscht und umgekehrt? Ich versuche einen DC-DC-Booster-IC zu wählen und weiß nicht genau, wie sich die Schaltfrequenz auf die Schaltung auswirkt. Das einzige, woran ich jetzt denken kann, ist die Geschwindigkeit der Schottky-Diode, die hinter dem Induktor her ist, aber ansonsten weiß ich es nicht. Google ist in diesem Fall nicht sehr hilfreich (oder ich verwende möglicherweise nicht die richtigen Keywords), daher wird jede Hilfe sehr geschätzt.

boost

— Mel
quelle

9

Im Allgemeinen ermöglicht eine höhere Schaltfrequenz sowohl bei Boost- als auch bei Buck-Schaltreglern die Verwendung physikalisch kleinerer Induktivitäten und Kondensatoren. Eine hohe Schaltfrequenz kann jedoch auch den Gesamtwirkungsgrad des Reglers durch Schaltverluste sowohl im Schalter selbst als auch in der Gate-Ansteuerschaltung beeinträchtigen.

Ja, die Diode trägt auch etwas zu Schaltverlusten bei, aber dies kann durch synchrone Gleichrichtung gemindert werden. dh Ersetzen der Diode durch einen anderen MOSFET. (Aber dann hat dieser MOSFET auch Gate-Ansteuerungsverluste ... wie Sie sehen können, kann die Optimierung eines dieser Designs eine überraschende Anzahl von Kompromissen mit sich bringen.)

— Dave Tweed
quelle

9

$\times$

Der Nachteil einer höheren Frequenz sind höhere Schaltverluste. Der FET, der als Schaltelement dient, verbraucht im eingeschalteten Zustand (weil fast keine Spannung über ihm liegt) und im ausgeschalteten Zustand (weil fast kein Strom durch ihn fließt) die Leistung nahe Null, aber jedes Mal, wenn er schaltet, durchläuft er seinen aktiven Bereich, in dem Spannung und Strom größer sind als Null, und jedes Mal, wenn es etwas Energie verbraucht. Die zehnmal höhere Frequenz ist zehnmal höher im aktiven Bereich und zehnmal so hoch wie die Energieverluste.
Auch eine höhere Frequenz verursacht mehr Strahlung, EMI (ElectroMagnetic Interference).

— stevenvh
quelle

Hmm, bietet eine höhere Frequenz nicht bis zu einem gewissen Punkt eine höhere Effizienz? Wenn ich nach einem hocheffizienten Modul suche, sollte ich mich dann mit den "niederfrequenten" Modulen (10-50 kHz) befassen?

— Exscape

@exscape - Nicht unbedingt. Der Strom in der Spule steigt linear mit der Zeit an, so dass eine längere Periode einen höheren Endstrom bedeutet und ein höherer Strom höhere Widerstandsverluste in der Spule bedeutet. Sie müssen Datenblätter vergleichen, vorzugsweise solche, die Ihnen Anwendungen mit tatsächlichen Typennummern für die Komponenten geben.

— Stevenvh