낮은 스위칭 주파수가 더 효율적인 이유는 무엇입니까?

10V ~ 3.3V 스텝 다운 컨버터를 설계하고 있습니다. LT8610을 살펴보면 애플리케이션 예제는 스위칭 주파수가 다른 두 개의 유사한 회로를 보여줍니다.

효율 대 주파수 플롯은 낮은 스위칭 주파수가 약간 더 효율적임을 보여줍니다. 왜 그렇습니까?

또는 더 높은 스위칭 주파수의 장점은 무엇입니까?

스위칭 소자 자체 구동 (MOSFET에 대해 이야기하는 경우 게이트 드라이브 손실) 및 다음과 같은 하드 스위칭 토폴로지를 고려중인 경우 파워 트레인에서 모든 스위칭 사이클마다 턴온 및 턴 오프 손실이 있습니다. 귀하의 질문에 표시된 스텝 다운 컨버터.

작동 주파수를 줄이면 단위 시간당 이러한 이벤트 수가 줄어 듭니다 (모두 손실 됨). Voila, 당신은 지금 약간의 전력을 절약하고 있습니다.

그러나 저주파 스위칭의 이점은 무료가 아닙니다. 낮은 스위칭 주파수의 결과는 스위칭 사이클 당 더 높은 피크 전류입니다.

일반적으로 전류로 인한 스위칭 / 게이트 손실과 전도 손실 사이에는 균형점이 있습니다. 균형을 찾는 것은 전원 공급 장치 설계에서 '매직'의 일부입니다.

더 높은 주파수 작동은 피크 전류 (더 작은 자기를 의미)를 줄이지 만 게이트 및 스위칭 손실을 증가시킵니다. 다시 말하지만, 그것은 균형에 관한 것입니다.

MOSFET은 상당히 좋은 스위치가 될 수 있습니다. 오프 상태 일 때 누설 전류가 낮고 온 저항이 낮아 두 경우 모두 전력 손실이 거의 없습니다. 전류가 낮거나 전압입니다. 그러나 FET를 켜고 끄려면 활성 영역을 통과해야하며 전압이나 전류가 무시할 수 없으며 제품의 전력이 소실됩니다. 주파수가 높을수록 초당 더 많은 스위칭 손실 이 발생합니다 하므로 400kHz보다 2MHz에서 5 배 더 많은 스위칭 손실을 예상합니다.

$\times$ 시간이며, 더 높은 주파수에서는 스위칭 기간이 짧습니다.)