Qual é a frequência de comutação de um MOSFET a ser usado para um conversor DC DC buck boost?
Sempre há uma tendência de escolher uma frequência mais alta para reduzir o tamanho do indutor e do capacitor para minimizar o tamanho do conversor. No entanto, não é necessariamente necessário reduzir o tamanho do conversor.
À medida que a frequência de comutação do MOSFET aumenta, as perdas de comutação no MOSFET aumentam. Isto requer o uso de um dissipador de calor maior, o que compensa a redução no tamanho do indutor e do capacitor.
Minha escolha será limitar a frequência de comutação do MOSFET a cerca de 100 kHz para conversores de alta saída e a cerca de 200 kHz para conversores de baixa saída, pois isso não requer um layout complexo e pode usar componentes que estão disponíveis de forma fácil e barata. Com o desenvolvimento de componentes GaN com menor carga de porta (e, portanto, menores perdas de comutação), projetos com poucos MHz estão agora disponíveis no mercado.
Qual é a frequência de comutação de um conversor DC DC?
A frequência de comutação de um conversor DC-DC refere-se à taxa na qual o conversor liga e desliga a tensão de entrada para produzir a tensão de saída desejada. A frequência de comutação é normalmente medida em Hertz (Hz) ou quilohertz (kHz) e representa o número de vezes por segundo que o conversor completa um ciclo de comutação.
A frequência de comutação de um conversor CC-CC pode variar dependendo de vários fatores, incluindo o projeto específico do conversor, os requisitos da aplicação e as compensações desejadas. Aqui estão algumas faixas comuns para frequências de comutação em conversores DC-DC:
1. Conversores de baixa frequência: Esses conversores normalmente operam na faixa de frequência de algumas dezenas de quilohertz (kHz). Eles são frequentemente usados em aplicações onde a eficiência não é a principal preocupação ou onde a redução de ruído é importante, como certos tipos de fontes de alimentação ou sistemas de áudio.
2. Conversores de média frequência: Esta categoria inclui conversores que operam na faixa de frequência de algumas centenas de quilohertz a alguns megahertz (MHz). Esses conversores atingem um equilíbrio entre eficiência e tamanho, oferecendo eficiência de conversão de energia razoavelmente alta e permitindo componentes passivos menores, como indutores e capacitores. Eles são comumente usados em diversas aplicações de eletrônicos de consumo, telecomunicações e computação.
3. Conversores de alta frequência: Esses conversores operam na faixa de frequência de vários megahertz a dezenas ou centenas de megahertz. Os conversores de alta frequência oferecem vantagens como tamanho menor, maior densidade de potência e ondulação de saída reduzida. Eles são frequentemente empregados em aplicações onde o espaço é limitado ou onde a alta eficiência é crucial, como dispositivos móveis, eletrônicos automotivos e sistemas avançados de gerenciamento de energia.
É importante observar que a seleção da frequência de comutação envolve compensações. Frequências de comutação mais altas podem levar a uma melhor eficiência de conversão de energia e componentes menores, mas também podem aumentar as perdas de comutação e a interferência eletromagnética (EMI). Frequências de comutação mais baixas podem oferecer maior robustez, mas podem resultar em tamanhos de componentes maiores e eficiência reduzida. A frequência de comutação ideal é determinada considerando fatores como requisitos de energia, metas de eficiência, gerenciamento térmico, considerações de EMI e restrições de custo específicas da aplicação.
