如何为你设计的电源选择合适的工作频率

来源：互联网 2023-02-20 20:46:51 154

为您的电源选择最佳的工作频率是一个复杂的权衡过程，其中包括尺寸、效率以及成本。通常来说，低频率设计往往是最为高效的，但是其尺寸最大且成本也最高。虽然调高频率可以缩小尺寸并降低成本，但会增加电路损耗。

下面我们以简单的降压电源为例，来说明如何选择最优工作频率。如图。

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工具/原料

1. 上图显示的是降压电源频率与体积的关系。频率为 100 kHz 时，电感占据了电源体积的大部分(深蓝色区域)。同步降压转换器中的传导损耗与 MOSFET 的裸片面积成反比关系。MOSFET 面积越大，其电阻和传导损耗就越低。

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2.开关损耗与 MOSFET 开关的速度以及 MOSFET 具有多少输入和输出电容有关。这些都与器件尺寸的大小相关。大体积器件具有较慢的开关速度以及更多的电容。

3.下图显示了两种不同工作频率 (F)的关系。传导损耗 (Pcon)与工作频率无关，而开关损耗 (Psw F1 和 Psw F2) 与工作频率成正比例关系。因此更高的工作频率 (Psw F2) 会产生更高的开关损耗。

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4.当开关损耗和传导损耗相等时，每种工作频率的总损耗最低。但是，在更高的工作频率下，最佳裸片面积较小，从而带来成本节约。实际上，在低频率下，通过调整裸片面积来最小化损耗会带来极高成本的设计。

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5.但是，转到更高工作频率后，我们就可以优化裸片面积来降低损耗，从而缩小电源的半导体体积。如果我们不改进半导体技术，那么电源效率将会降低。

6.有了陶瓷电容，我们就可以使用更低的电容值或更少的电容。这有助于缩小半导体裸片面积，进而降低成本。

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