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高频率开关时产生的问题

人们在努力减少寄生参数及其损耗时发现,它们经常与一些外部因素有关,如温度就是其一。藉此损耗随温度升高而增加,如MOSFET的导通损耗;也有一些损耗会随温度升高而降低,如工作于低电流状态下的BJT的导通损耗。另一例子是,铝电解电容中ESR的损耗也随温度升高而降低。还有一些损耗随温度变化的曲线很不规则,例如有的是倒钟形,在曲线两极中间某处出现最优工作点。许多用作电感铁心的铁氧体材料的铁心损耗曲线就是这种情况。它在80-90摄氏度附近有最小值,沿左右方向逐渐升高。

所以综合考虑,很验证预测这些寄生变量整体与温升之间的关系以及其造成的电源效率如何受温度的影响。

但若分析寄生参数及其损耗与频率的关系,则会发现规律较明显。实际上很少见到损耗随频率升高而减少的情况(铝电解电容除外,因为其ESR随频率升高而减少)。有些损耗实质上与频率无关,如导通损耗。其他损耗几乎都与开关频率成比例增加,如交叠损耗。因此一般地说,降低(而升高)开关频率有利于提高效率。

除效率外,还有一些与频率相关的其他因素。例如,开关电源本身有噪声并会产生大量EMI。而且频率越高,问题越严重。甚至细小的连接导线和PCB布线在调频下都能成为效果显著的天线,向基四周辐射电磁干扰。



西方节选自《精通开关电源设计》,由镭之源激光电源整理

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