#switching
#efficiency
تاثیر فرکانس بر میزان بازدهی مدارات سوییچینگ
برای دستیابی به عملکرد بهتر، اهمیت شناخت نقش فرکانس سوئیچینگ در سیستم تغذیه بسیار مهم است.
فرکانس سوئیچینگ می‌تواند یک عامل مهم در تلفات توان برای یک مبدل buck باشد. سه نوع اصلی از تلفات توان شناسایی شده است که شامل
تلفات سوئیچینگ،
تلفات هادی و تلفات درایور می‌باشند. این بخش فرمول‌های مختصری را براساس مبدل buck ارائه می‌دهد.
تلفات سوئیچینگ
تلفات سوئیچینگ با انتقال سوئیچ از حالت روشن به حالت خاموش و بلعکس مرتبط هستند. با افزایش فرکانس سوئیچینگ، تعداد بارهایی که سوئیچ در هر ثانیه وضعیت خود را تغییر می‌دهد، افزایش می‌یابد. بنابراین، این تلفات به نسبت فرکانس سوئیچینگ افزایش می‌یابند.
P = Vin * Idmax * Tcross * Fsw
• IDmax : is the current through it (when it is ON)
• tcross: is the crossover time during turn-on and turn-off, respectively
• Vin is the input voltage
• fsw is the switching frequency
تلفات هادی
در تبدیل توان مدرن، اگرچه تلفات V × I وقتی که سوئیچ خاموش است به طور قابل توجهی نزدیکتر به مقدار ایده‌آل یا مقدار صفر هستند ، اما وقتی که سوئیچ روشن است، تلفات قابل توجهی وجود دارند، و این به وجود مقاومت درونی MOSFET برمی‌گردد.
تلفات هادی هم‌زمان با بازه‌ای است که توان در مبدل پردازش میشود. برخلاف تلفات سوئیچینگ، تلفات هادی وابسته به فرکانس نیستند. اما آنها وابسته به duty-cycle هستند. معادله زیر تلفات هادی یک MOSFET را نشان می‌دهد.
P = (Irms)^2 * Rds
• IRMS is the RMS of the switching current
• RDS is the on-resistance of the MOSFET
تلفات درایور
تلفات درایور گیت به شرح زیر میباشد
P = Vdrive * Qg* Fsw
• Vdrive is the gate drive voltage
• Qg is the gate charge factor
در نتیجه :
به طور کلی هرچه فرکانس را افزایش دهیم تلفات سوییچینگ افزایش یافته و در نتیجه میزان بازدهی کمتر میشود اما از طرفی هرچه فرکانس افزایش یابد میزان خازن خروجی و سلف مدار کاهش یافته و در عمل طراحی داینامیک بهینه تری را خواهیم داشت
منابع :
LINK1 LINK2 لینک درگاه مالی حامی باش جهت حمایت از کانال
#مهندس_الکترونیک
#الکترونیک
🆔
@elec_source
