การเปลี่ยนความถี่ต่ำสุดใน Boost Converters

ทำไมการเปลี่ยนความถี่สำหรับตัวเร่งบูสเตอร์ให้สูงกว่าช่วง 100kHz?

หากฉันเข้าใจอย่างถูกต้องเนื่องจากความถี่เพิ่มขึ้นจาก 100kHz ขึ้นไปกระแสระลอกที่สร้างขึ้นจากตัวเหนี่ยวนำลดลงการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าเมื่อเวลาผ่านไปจะลดลงในตัวเหนี่ยวนำและส่วนประกอบอาจมีขนาดเล็กลงเพราะไม่ต้องจัดการกับขนาดใหญ่ กระแส) อย่างไรก็ตามพวกมันถูกตอบโต้ด้วยประสิทธิภาพที่ลดลงจากการสลับการสูญเสียใน MOSFET เช่นเดียวกับการสูญเสียจากแกนของตัวเหนี่ยวนำ

ดังนั้นเมื่อคุณสามารถเพิ่มประสิทธิภาพโดยการลดความถี่ทำไมไม่เปลี่ยนความถี่เกิดขึ้นในช่วงที่ต่ำกว่า; ช่วง 100Hz-10kHz นั้นเป็นอย่างไร มันคือการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันที่ตัวเหนี่ยวนำมีการจัดการที่สูงเกินไปและการสูญเสียความต้านทานสายไฟเหนี่ยวนำเริ่มที่จะครองเป็นแหล่งสำคัญของการสูญเสียพลังงาน?

ทำไมการเปลี่ยนความถี่สำหรับตัวเร่งบูสเตอร์ให้สูงกว่าช่วง 100kHz?

ตัวเพิ่มบูสเตอร์ที่ทรงพลังสามารถทำงานได้ในช่วงความถี่ต่ำ / ปานกลางและอาจทำเช่นนี้เพราะทรานซิสเตอร์พลังงานที่ใช้นั้นเป็นอุปกรณ์ที่ทำงานช้า เคล็ดลับคือการทำงานที่ความถี่ที่การสูญเสียคงที่ประมาณการสูญเสียแบบไดนามิกเท่ากับ

หากฉันเข้าใจอย่างถูกต้องเนื่องจากความถี่เพิ่มขึ้นจาก 100kHz ขึ้นไปกระแสระลอกที่สร้างขึ้นจากตัวเหนี่ยวนำลดลงการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าเมื่อเวลาผ่านไปจะลดลงในตัวเหนี่ยวนำและส่วนประกอบอาจมีขนาดเล็กลงเพราะไม่ต้องจัดการกับขนาดใหญ่ กระแส)

กระแสระลอกตั้งฉากสำหรับปริมาณพลังงานที่ถูกเก็บไว้โดยตัวเหนี่ยวนำและมอบให้กับตัวเก็บประจุ cyclically ที่ความถี่สูงการถ่ายโอนนี้ทำได้หลายครั้งต่อวินาทีดังนั้นสำหรับพลังงานเดียวกันที่ส่งไปยังโหลดกระแสระลอกอาจมีขนาดเล็กลง แต่มันก็ไม่ได้ให้กำลังเท่ากัน (พลังงานตามสัดส่วนกับกำลังสองปัจจุบัน) จะลดลงและสิ่งนี้จะเพิ่มระลอกปัจจุบัน หากคุณลองและคำนึงถึงความเป็นไปได้ในการใช้งานโหมดที่ไม่ต่อเนื่องหรือต่อเนื่องแบบต่อเนื่องแสดงว่ามันไม่ได้คมชัดอย่างที่คุณคิด

ส่วนประกอบมีขนาดเล็กลงได้

อย่างไรก็ตามพวกมันถูกตอบโต้ด้วยประสิทธิภาพที่ลดลงจากการสลับการสูญเสียใน MOSFET เช่นเดียวกับการสูญเสียจากแกนของตัวเหนี่ยวนำ

ใช่และไม่. การสูญเสียการสลับเปลี่ยนจะเพิ่มขึ้น แต่การสูญเสียหลักบางอย่างลดลงเช่นความอิ่มตัว อย่างไรก็ตามการสูญเสียกระแสไหลวน (มักจะเล็กกว่าความอิ่มตัวของแกนกลาง) จะเพิ่มขึ้นและนั่นคือเหตุผลที่คุณเห็นการพัฒนาที่สำคัญในการทำให้แกนที่เหมาะสมสำหรับการเปลี่ยนมากกว่า 1 MHz

ดังนั้นเมื่อคุณสามารถเพิ่มประสิทธิภาพโดยการลดความถี่ทำไมไม่เปลี่ยนความถี่เกิดขึ้นในช่วงที่ต่ำกว่า; ช่วง 100Hz-10kHz นั้นเป็นอย่างไร

ที่ความถี่ต่ำความอิ่มตัวของตัวเหนี่ยวนำเป็นปัจจัยใหญ่ - การลดความถี่และการสูญเสียความอิ่มตัวของสีสามารถทำให้จรวดบนท้องฟ้าลดลง หากคุณรักษาสมดุลระหว่างการสูญเสียแบบไดนามิกและแบบคงที่ใน MOSFET ของคุณซึ่งโดยปกติจะเป็นความถี่ที่ดีที่สุดในการตั้งเป้าหมาย (ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้)

มันคือการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันที่ตัวเหนี่ยวนำมีการจัดการที่สูงเกินไปและการสูญเสียความต้านทานสายไฟเหนี่ยวนำเริ่มที่จะครองเป็นแหล่งสำคัญของการสูญเสียพลังงาน?

ความถี่ที่ต่ำกว่าหมายถึงพลังงานที่ถ่ายโอนน้อยกว่าต่อวินาทีและนั่นหมายความว่าคุณจะต้องวิ่งด้วยกระแสที่สูงขึ้น (สำหรับกำลังที่เท่ากันหมด) แต่อย่าหมกมุ่นกับเรื่องนี้ การใช้ CCM (โหมดการนำไฟฟ้าต่อเนื่อง) หมายความว่ากระแสระลอกคลื่นอาจมีขนาดเล็กมากในการถ่ายโอนพลังงานเดียวกัน

เหตุผลสองประการ ...

1. ความถี่ที่สูงขึ้นหมายถึงคุณสามารถใช้ส่วนประกอบขนาดเล็กราคาถูกและเบาลงได้

2. เสียงที่ได้ยินจะถูกสร้างขึ้นภายใต้ความถี่ที่แน่นอน (ประมาณ 50KHz) ในตอนท้ายที่สูงกว่ามันจะขับถั่วสัตว์เลี้ยงของคุณลดลงมันจะขับคุณและถั่วผู้ใช้

เคล็ดลับคือการสร้างความสมดุล ทำให้ความถี่สูงพอที่จะ จำกัด ค่าใช้จ่ายในขณะที่ต่ำพอที่จะหาสวิตช์ที่เหมาะสมที่ไม่สูญเสียมากเกินไป

นอกจากนี้ยังมีการแลกเปลี่ยนอื่น ความถี่ที่ต่ำกว่าหมายถึงระลอกคลื่นมากกว่าที่คุณต้องการจัดการ แต่แล้วความถี่ที่สูงอีกครั้งก็หมายถึงเสียงอีเอ็มไอที่มากขึ้น

การได้รับความสมดุลที่เหมาะสมเป็นเพียงศิลปะ

มีปัจจัยต่าง ๆ มากมายที่กำหนดทางเลือกของความถี่สวิตชิ่งสำหรับตัวแปลงใด ๆ หนึ่งในนั้นคือขนาดของสนามแม่เหล็กและตัวเก็บประจุซึ่งมีแนวโน้มที่จะลดลงเมื่อความถี่สูงขึ้น หากคุณลดความถี่ลงไม่เพียง แต่ส่วนประกอบเหล่านี้จะใหญ่ขึ้นเท่านั้น แต่คุณยังจะได้รับเสียงรบกวนเมื่อคุณเข้าสู่ช่วงเสียง ปัจจัยที่สำคัญที่สองคือประสิทธิภาพ หากคุณสลับอย่างถาวรที่ 100 kHz ในสภาวะโหลดแสงการสูญเสียการสลับจะมีผลต่อประสิทธิภาพครั้งใหญ่ ด้วยเหตุนี้ตัวแปลง dc-dc จำนวนมากในปัจจุบันจึงใช้โหมด foldback ความถี่ที่เรียกว่าลดความถี่การสลับเมื่อกระแสโหลดมีน้อยลง ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพมาก ตัวควบคุมมักจะหยุดการพับเกิน 20 kHz ด้วยเหตุผลด้านเสียงรบกวนและเข้าสู่รอบการข้ามหากกระแสโหลดลดลงอีก

$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$ลดลงไปแล้ว) แทนที่จะใช้กำลังพื้นฐานอย่างเต็มที่หากคุณเปลี่ยนที่ความเร็ว 200 kHz หวังว่านี่จะไม่ใช้คำฟุ่มเฟือยมากเกินไป! :)