Tần suất chuyển đổi tối thiểu trong bộ chuyển đổi Boost

Tại sao các tần số chuyển đổi cho bộ chuyển đổi tăng trên phạm vi 100kHz?

Nếu tôi hiểu chính xác, khi tần số tăng từ 100kHz trở lên, dòng điện gợn được tạo ra từ cuộn cảm giảm, sự thay đổi dòng điện theo thời gian giảm trong cuộn cảm và các thành phần có thể nhỏ hơn vì chúng không phải xử lý lớn hơn ( tương đối) dòng điện. Tuy nhiên, họ đã chống lại việc giảm hiệu quả từ việc chuyển đổi tổn thất trong MOSFET, cũng như tổn thất từ ​​lõi của cuộn cảm.

Vì vậy, do bạn có thể tăng hiệu quả bằng cách giảm tần số, tại sao không chuyển đổi tần số xảy ra trong phạm vi thấp hơn; dải tần 100Hz-10kHz chẳng hạn? Có phải là những thay đổi hiện tại mà cuộn cảm phải xử lý là quá cao và tổn thất điện trở của dây dẫn bắt đầu chiếm ưu thế như là nguồn tổn thất điện năng chính?

Tại sao các tần số chuyển đổi cho bộ chuyển đổi tăng trên phạm vi 100kHz?

Bộ chuyển đổi tăng cường mạnh mẽ có thể hoạt động trong phạm vi kHz thấp / trung bình và có thể làm như vậy vì các bóng bán dẫn điện được sử dụng vốn là thiết bị chậm. Bí quyết là hoạt động ở tần số mà tổn thất tĩnh xấp xỉ tổn thất động tương đương.

Nếu tôi hiểu chính xác, khi tần số tăng từ 100kHz trở lên, dòng điện gợn được tạo ra từ cuộn cảm giảm, sự thay đổi dòng điện theo thời gian giảm trong cuộn cảm và các thành phần có thể nhỏ hơn vì chúng không phải xử lý lớn hơn ( tương đối) dòng điện.

Dòng điện Ripple đặt cảnh cho lượng năng lượng được lưu trữ bởi cuộn cảm và được cung cấp cho tụ theo chu kỳ. Ở tần số cao hơn, việc truyền này được thực hiện nhiều lần hơn trong một giây, do đó, với cùng một công suất được truyền tới một tải, dòng điện gợn có thể nhỏ hơn nhưng điều này không cung cấp cùng một công suất (năng lượng tỷ lệ với bình phương hiện tại) và do đó, độ tự cảm có được giảm và điều này làm tăng dòng gợn. Nếu bạn cố gắng và tính đến khả năng chạy chế độ dẫn không liên tục hoặc liên tục thì nó không rõ ràng như bạn nghĩ.

Các thành phần có thể nhỏ hơn, vâng.

Tuy nhiên, họ đã chống lại việc giảm hiệu quả từ việc chuyển đổi tổn thất trong MOSFET, cũng như tổn thất từ ​​lõi của cuộn cảm.

Có và không. Chuyển lỗ làm tăng nhưng một số tổn thất cốt lõi giảm như bão hòa. Tuy nhiên, tổn thất dòng điện xoáy (thường nhỏ hơn độ bão hòa lõi) sẽ có xu hướng tăng và đó là lý do tại sao bạn thấy sự phát triển đáng kể trong việc tạo ra các lõi phù hợp để chuyển đổi trên 1 MHz.

Vì vậy, do bạn có thể tăng hiệu quả bằng cách giảm tần số, tại sao không chuyển đổi tần số xảy ra trong phạm vi thấp hơn; dải tần 100Hz-10kHz chẳng hạn?

Ở tần số thấp, độ bão hòa của cuộn cảm là một yếu tố lớn - giảm tần số và tổn thất bão hòa có thể đột ngột tăng vọt. Nếu bạn duy trì sự cân bằng giữa tổn thất động và tổn thất tĩnh trong MOSFET của bạn thường là tần số tốt nhất để nhắm tới (như đã đề cập sớm).

Có phải là những thay đổi hiện tại mà cuộn cảm phải xử lý là quá cao và tổn thất điện trở của dây dẫn bắt đầu chiếm ưu thế như là nguồn tổn thất điện năng chính?

Tần số thấp hơn có nghĩa là năng lượng truyền ít hơn mỗi giây và điều này có nghĩa là bạn phải chạy ở dòng điện cao hơn (cho cùng một nguồn điện) nhưng không bị ám ảnh về điều này. Chạy CCM (chế độ dẫn liên tục) có nghĩa là dòng điện gợn có thể rất nhỏ để truyền cùng một năng lượng.

Hai lý do...

1. Tần số cao hơn có nghĩa là bạn có thể sử dụng các thành phần nhỏ hơn, rẻ hơn và nhẹ hơn.

2. Dưới một tần số nhất định (khoảng 50KHz) tiếng ồn âm thanh được tạo ra. Ở cấp cao hơn, nó sẽ lái các loại hạt vật nuôi của bạn, thấp hơn nó sẽ lái bạn và người dùng của bạn.

Bí quyết là đi đến cân bằng. Làm cho tần số đủ cao để hạn chế chi phí trong khi đủ thấp để có thể tìm thấy các công tắc phù hợp mà không quá mất mát.

Ngoài ra còn có một sự đánh đổi khác. Tần số thấp hơn có nghĩa là bạn cần xử lý nhiều gợn hơn, nhưng sau đó tần số cao lại có nghĩa là nhiễu EMI nhiều hơn.

Có được sự cân bằng đúng là một chút nghệ thuật.

Có rất nhiều yếu tố khác nhau quyết định việc lựa chọn tần số chuyển đổi cho bất kỳ bộ chuyển đổi nào. Một trong số đó là từ tính và kích thước tụ điện có xu hướng giảm khi tần số tăng. Nếu bạn giảm tần số thấp hơn, không chỉ các thành phần này trở nên lớn hơn mà bạn cũng sẽ bị nhiễu âm thanh khi bạn vào phạm vi âm thanh. Yếu tố quan trọng thứ hai là hiệu quả. Nếu bạn chuyển đổi vĩnh viễn ở 100 kHz trong điều kiện tải nhẹ, tổn thất chuyển đổi sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả thời gian lớn. Do đó, rất nhiều bộ chuyển đổi dc-dc ngày nay thực hiện chế độ gọi lại tần số được gọi là giảm tần số chuyển đổi khi dòng tải trở nên nhẹ hơn. Nó cải thiện hiệu quả rất nhiều. Bộ điều khiển thường dừng gập trên 20 kHz vì lý do tiếng ồn và bước vào chu kỳ bỏ qua nếu dòng tải tiếp tục giảm.

$f_c$$F_{sw}$$F_{sw}$$L$$V_{out}$$\omega_z=\frac{{R_L}(1-D)^2}{L}$$L$$F_{sw}$

$H_2$$H_3$đã thấp hơn) thay vì với mức cơ bản ở công suất tối đa nếu bạn chuyển đổi ở mức 200 kHz. Hy vọng điều này không quá nhiều lời nói! :)