如何為你設計的電源選擇合適的工作頻率?

為您的電源選擇最佳的工作頻率是一個複雜的權衡過程，其中包括尺寸、效率以及成本。通常來說，低頻率設計往往是最為高效的，但是其尺寸最大且成本也最高。雖然調高頻率可以縮小尺寸並降低成本，但會增加電路損耗。

下面我們以簡單的降壓電源為例，來說明如何選擇最優工作頻率。如圖。

工具/原料

開關電源設計

選擇最優工作頻率

方法/步驟

1. 上圖顯示的是降壓電源頻率與體積的關係。頻率為 100 kHz 時，電感佔據了電源體積的大部分(深藍色區域)。同步降壓轉換器中的傳導損耗與 MOSFET 的裸片面積成反比關係。MOSFET 面積越大，其電阻和傳導損耗就越低。

2.開關損耗與 MOSFET 開關的速度以及 MOSFET 具有多少輸入和輸出電容有關。這些都與器件尺寸的大小相關。大體積器件具有較慢的開關速度以及更多的電容。

3.下圖 顯示了兩種不同工作頻率 (F)的關係。傳導損耗 (Pcon)與工作頻率無關，而開關損耗 (Psw F1 和 Psw F2) 與工作頻率成正比例關係。因此更高的工作頻率 (Psw F2) 會產生更高的開關損耗。

4.當開關損耗和傳導損耗相等時，每種工作頻率的總損耗最低。但是，在更高的工作頻率下，最佳裸片面積較小，從而帶來成本節約。實際上，在低頻率下，通過調整裸片面積來最小化損耗會帶來極高成本的設計。

5.但是，轉到更高工作頻率後，我們就可以優化裸片面積來降低損耗，從而縮小電源的半導體體積。如果我們不改進半導體技術，那麼電源效率將會降低。

6.有了陶瓷電容，我們就可以使用更低的電容值或更少的電容。這有助於縮小半導體裸片面積，進而降低成本。

注意事項

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