부스트 컨버터의 최소 스위칭 주파수

부스트 컨버터의 스위칭 주파수가 100kHz 범위를 초과하는 이유는 무엇입니까?

올바르게 이해하면 주파수가 100kHz에서 위쪽으로 증가함에 따라 인덕터에서 생성되는 리플 전류가 감소하고, 시간이 지남에 따라 전류 변화가 인덕터에서 감소하며, 더 큰 요소를 다룰 필요가 없기 때문에 구성 요소가 더 작아 질 수 있습니다. 상대) 전류. 그러나 MOSFET의 스위칭 손실과 인덕터 코어의 손실로 인한 효율 감소로 인해 대응하고있다.

따라서 주파수를 줄임으로써 효율을 높일 수 있다면, 주파수를 더 낮은 범위에서 발생시키지 않는 이유는 무엇입니까? 예를 들어 100Hz-10kHz 범위? 인덕터가 처리해야하는 전류 변화가 너무 높고 인덕터 배선 저항 손실이 주요 전력 손실 원으로 우세하기 시작합니까?

부스트 컨버터의 스위칭 주파수가 100kHz 범위를 초과하는 이유는 무엇입니까?

강력한 부스트 컨버터는 저 / 중 kHz 범위에서 작동 할 수 있으며 사용 된 전력 트랜지스터는 본질적으로 느린 장치이기 때문에 그렇게 할 수 있습니다. 트릭은 정적 손실이 동적 손실과 거의 동일한 주파수에서 작동하는 것입니다.

올바르게 이해하면 주파수가 100kHz에서 위쪽으로 증가함에 따라 인덕터에서 생성되는 리플 전류가 감소하고, 시간이 지남에 따라 전류 변화가 인덕터에서 감소하며, 더 큰 요소를 다룰 필요가 없기 때문에 구성 요소가 더 작아 질 수 있습니다. 상대) 전류.

리플 전류는 인덕터에 의해 얼마나 많은 에너지가 저장되고 주기적으로 커패시터에 제공되는지에 대한 장면을 설정합니다. 더 높은 주파수에서이 전송은 초당 더 많은 횟수로 수행되므로 부하로 전달되는 동일한 전력에 대해 리플 전류는 더 작을 수 있지만 동일한 전력 (전류 제곱에 비례하는 에너지)을 전달하지 못하므로 인덕턴스는 감소되고 리플 전류가 증가합니다. 불연속 또는 연속 전도 모드를 실행할 가능성을 시도하고 고려하면 생각만큼 명확하지 않습니다.

구성 요소가 더 작을 수 있습니다.

그러나 MOSFET의 스위칭 손실과 인덕터 코어의 손실로 인한 효율 감소로 인해 대응하고있다.

예, 아니오 스위칭 손실은 증가하지만 포화와 같은 일부 코어 손실은 감소합니다. 그러나 와전류 손실 (보통 코어 포화보다 작음)이 증가하는 경향이 있으므로 1MHz 이상의 스위칭에 적합한 코어를 만드는 데 상당한 발전이 이루어지고 있습니다.

따라서 주파수를 줄임으로써 효율을 높일 수 있다면, 주파수를 더 낮은 범위에서 발생시키지 않는 이유는 무엇입니까? 예를 들어 100Hz-10kHz 범위?

낮은 주파수에서 인덕터 포화는 큰 요소입니다. 주파수를 낮추면 포화 손실이 갑자기 급등 할 수 있습니다. MOSFET에서 동적 손실과 정적 손실 사이의 균형을 유지하는 경우 일반적으로 목표로하는 최고의 주파수입니다 (앞서 언급했듯이).

인덕터가 처리해야하는 전류 변화가 너무 높고 인덕터 배선 저항 손실이 주요 전력 손실 원으로 우세하기 시작합니까?

낮은 주파수는 초당 전송되는 에너지가 적다는 것을 의미하며 이는 동일한 전력 출력을 위해 더 높은 전류에서 작동해야하지만 이에 대해 집착하지는 않습니다. CCM (연속 전도 모드)을 실행하면 리플 전류가 매우 작아서 동일한 에너지를 전달할 수 있습니다.

두 가지 이유는 ...

1. 주파수가 높을수록 더 작고 저렴하며 가벼운 구성 요소를 사용할 수 있습니다.

2. 특정 주파수 (약 50KHz)에서 가청 노이즈가 발생합니다. 더 높은 쪽에서는 애완 동물 견과류를 운전하고, 더 낮아지면 당신과 사용자의 견과류를 운전하게됩니다.

비결은 균형을 잡는 것입니다. 비용을 제한 할 수있을 정도로 주파수를 높게 설정하고 손실이 적지 않은 적합한 스위치를 찾을 수있을 정도로 낮게 설정하십시오.

또 다른 절충점이 있습니다. 더 낮은 주파수는 더 많은 리플을 처리해야하지만 다시 높은 주파수는 더 많은 EMI 노이즈를 의미합니다.

적절한 균형을 잡는 것은 약간의 예술입니다.

모든 컨버터의 스위칭 주파수 선택을 지시하는 많은 요소가 있습니다. 그중 하나는 주파수가 올라감에 따라 감소하는 자기 및 커패시터 크기입니다. 주파수가 낮아지면 이러한 구성 요소가 커질뿐만 아니라 오디오 범위에 들어갈 때 음향 잡음이 발생합니다. 두 번째 중요한 요소는 효율성입니다. 경부 하 조건에서 100kHz로 영구적으로 전환하면 스위칭 손실이 효율성에 큰 영향을 미칩니다. 결과적으로 오늘날 많은 dc-dc 컨버터는 소위 주파수 폴드 백 모드를 구현하여 부하 전류가 가벼워 질수록 스위칭 주파수를 줄입니다. 효율성을 크게 향상시킵니다. 컨트롤러는 일반적으로 음향 잡음으로 인해 20kHz 이상으로 접히는 것을 멈추고 부하 전류가 더 떨어지면 스킵 사이클에 들어갑니다.

$f_c$$F_{sw}$$F_{sw}$$L$$V_{out}$$\omega_z=\frac{{R_L}(1-D)^2}{L}$$L$$F_{sw}$

$H_2$$H_3$200kHz로 전환하는 경우 최대 전력에서 기본이 아닌 이미 낮습니다. 이것이 너무 많은 언어가 아니기를 바랍니다! :)