Quelle est la fréquence de commutation d’un MOSFET à utiliser pour un convertisseur abaisseur DC DC ?
Il existe toujours une tendance à choisir une fréquence plus élevée pour réduire la taille de l’inductance et du condensateur afin de minimiser la taille du convertisseur. Cependant, il ne faut pas nécessairement réduire la taille du convertisseur.
À mesure que la fréquence de commutation du MOSFET augmente, les pertes de commutation dans le MOSFET augmentent. Cela nécessite l’utilisation d’un dissipateur thermique plus grand, qui compense la réduction de la taille de l’inductance et du condensateur.
Mon choix sera de limiter la fréquence de commutation du MOSFET à environ 100 kHz pour les convertisseurs à haut rendement et à environ 200 kHz pour les convertisseurs à faible rendement, car cela ne nécessite pas une configuration complexe et peut utiliser des composants facilement et à moindre coût disponibles. Avec le développement de composants GaN avec une charge de grille plus faible (et donc des pertes de commutation plus faibles), des conceptions de quelques MHz sont désormais disponibles sur le marché.
Quelle est la fréquence de commutation d’un convertisseur DC/DC ?
La fréquence de commutation d’un convertisseur DC-DC fait référence à la vitesse à laquelle le convertisseur active et désactive la tension d’entrée pour produire la tension de sortie souhaitée. La fréquence de commutation est généralement mesurée en Hertz (Hz) ou en kilohertz (kHz) et représente le nombre de fois par seconde où le convertisseur effectue un cycle de commutation.
La fréquence de commutation d’un convertisseur DC-DC peut varier en fonction de plusieurs facteurs, notamment la conception spécifique du convertisseur, les exigences de l’application et les compromis souhaités. Voici quelques plages courantes de fréquences de commutation dans les convertisseurs DC-DC :
1. Convertisseurs basse fréquence : Ces convertisseurs fonctionnent généralement dans la plage de fréquences de quelques dizaines de kilohertz (kHz). Ils sont souvent utilisés dans des applications où l’efficacité n’est pas la principale préoccupation ou où la réduction du bruit est importante, comme certains types d’alimentations ou de systèmes audio.
2. Convertisseurs moyenne fréquence : Cette catégorie comprend les convertisseurs qui fonctionnent dans la gamme de fréquences allant de quelques centaines de kilohertz à quelques mégahertz (MHz). Ces convertisseurs établissent un équilibre entre efficacité et taille, offrant une efficacité de conversion de puissance raisonnablement élevée tout en permettant des composants passifs plus petits comme des inductances et des condensateurs. Ils sont couramment utilisés dans diverses applications électroniques grand public, de télécommunications et informatiques.
3. Convertisseurs haute fréquence : Ces convertisseurs fonctionnent dans la gamme de fréquences allant de plusieurs mégahertz à des dizaines ou centaines de mégahertz. Les convertisseurs haute fréquence offrent des avantages tels qu’une taille plus petite, une densité de puissance plus élevée et une ondulation de sortie réduite. Ils sont souvent utilisés dans des applications où l’espace est limité ou où une efficacité élevée est cruciale, telles que les appareils mobiles, l’électronique automobile et les systèmes avancés de gestion de l’énergie.
Il est important de noter que le choix de la fréquence de commutation implique des compromis. Des fréquences de commutation plus élevées peuvent conduire à une meilleure efficacité de conversion de puissance et à des tailles de composants plus petites, mais peuvent également augmenter les pertes de commutation et les interférences électromagnétiques (EMI). Des fréquences de commutation plus faibles peuvent offrir une plus grande robustesse, mais peuvent entraîner des composants de plus grande taille et une efficacité réduite. La fréquence de commutation optimale est déterminée en tenant compte de facteurs tels que les besoins en énergie, les objectifs d’efficacité, la gestion thermique, les considérations EMI et les contraintes de coût spécifiques à l’application.
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