A frequência de comutação de um MOSFET usado em um conversor DC-DC buck-boost depende de vários fatores, incluindo a eficiência desejada, o tamanho dos componentes e a aplicação pretendida. Normalmente, as frequências de comutação para tais conversores variam de dezenas de quilohertz a vários megahertz. Frequências mais altas podem permitir componentes passivos menores e mais eficientes, como indutores e capacitores, reduzindo o tamanho e o peso geral do conversor. No entanto, frequências mais altas também introduzem desafios como o aumento das perdas de comutação e da interferência eletromagnética (EMI), que devem ser gerenciados através de considerações adequadas de projeto e layout.
A frequência de comutação de um MOSFET refere-se à taxa na qual o MOSFET liga e desliga durante a operação. Nos conversores DC-DC, esta frequência é crucial porque determina com que frequência a energia é transferida e convertida entre as tensões de entrada e saída. Frequências de comutação mais altas geralmente permitem tempos de resposta mais rápidos e tamanho reduzido de componentes magnéticos, como transformadores e indutores. No entanto, frequências mais altas também aumentam as perdas de comutação e as emissões EMI, que precisam de ser cuidadosamente geridas para garantir um funcionamento eficiente e a conformidade com as normas regulamentares.
Os conversores DC-DC operam dentro de uma faixa de frequência que varia dependendo do tipo e design específicos. Os conversores Buck normalmente operam em frequências que variam de alguns quilohertz a várias centenas de quilohertz, dependendo da regulação de tensão necessária e das metas de eficiência. Os conversores Boost, por outro lado, geralmente operam em frequências mais altas em comparação aos conversores Buck, variando de dezenas de quilohertz a vários megahertz, para aumentar com eficiência os níveis de tensão. A faixa de frequência dos conversores DC-DC é escolhida com base em fatores como eficiência desejada, tamanho do componente e compatibilidade com outros componentes do sistema.
A frequência de comutação de um conversor boost, que é um tipo de conversor DC-DC, normalmente varia de dezenas de quilohertz a vários megahertz. Os conversores Boost são projetados para aumentar os níveis de tensão de uma tensão de entrada mais baixa para uma tensão de saída mais alta, tornando-os adequados para aplicações onde é necessária uma tensão mais alta do que a fornecida pela fonte de entrada. A frequência de comutação em um conversor boost influencia a eficiência e o tamanho de componentes como indutores e capacitores. Frequências mais altas permitem componentes passivos menores e mais eficientes, mas exigem uma consideração cuidadosa das perdas de comutação e das estratégias de mitigação de EMI.
Os MOSFETs são comumente usados em conversores DC-DC devido à sua rápida velocidade de comutação, alta eficiência e capacidade de lidar com altas correntes e tensões. Nos conversores, os MOSFETs atuam como interruptores que ligam e desligam rapidamente para controlar o fluxo de corrente e tensão através do circuito, permitindo transferência eficiente de energia e regulação de tensão. Sua baixa resistência no estado ligado (Rds(on)) reduz as perdas de condução, enquanto sua capacidade de comutação minimiza rapidamente as perdas de comutação, tornando os MOSFETs ideais para aplicações de comutação de alta frequência, como conversores DC-DC. Além disso, os MOSFETs oferecem tamanho compacto e desempenho robusto, tornando-os adequados para uma ampla gama de aplicações de conversão de energia nos setores automotivo, industrial e de eletrônicos de consumo.