Massimizza l'efficienza degli alimentatori switching

Perché dedicare del tempo agli alimentatori a commutazione per massimizzare l'efficienza? I regolatori di commutazione ad alta efficienza offrono un buon rapporto qualità-prezzo. Nel mondo dei dispositivi mobili, il consumo di energia deve essere ridotto al minimo e l'energia non deve essere sprecata.

La principale fonte di perdita
La principale fonte di perdita nelCommutazione dell'alimentatorevaria con la corrente di carico. A correnti elevate, la principale fonte di perdita è la potenza convertita in calore dalla resistenza del transistor ad effetto di campo (FET) e dell'induttore. A basse correnti, l'alimentatore principale accenderà e spegnerà il FET.

È la scelta migliore tra carico pesante e carico leggero. È qui che gli effetti della potenza di commutazione del gate e delle perdite di resistenza sono bilanciati e si ottiene la massima efficienza. Idealmente, il regolatore funzionerà qui, ma questo dipende dalla quantità di corrente assorbita dal carico. Nel grafico fornito nella scheda tecnica del convertitore, il consumo di corrente nominale viene confrontato con il consumo di corrente per ottenere la massima efficienza.

Ottimizza il FET
I requisiti FET variano a seconda del progetto. Non esiste un FET perfetto per ogni applicazione, ma ci sono alcuni criteri chiave che possono essere utilizzati per massimizzare l'efficienza. Ridurre la resistenza tra lo scarico e la fonte del FET. Dopo aver completato l'aritmetica per determinare la perdita di potenza, verificare che il FET o il circuito integrato possano dissipare efficacemente la potenza sotto forma di calore. All'aumentare della temperatura del semiconduttore, la resistenza diminuirà.

Convertitori sincroni e asincroni
I convertitori sincroni sono dotati di interruttori low-side integrati che sostituiscono i diodi raddrizzatori utilizzati nei convertitori asincroni. I convertitori sincroni sono quasi sempre più efficienti dei convertitori asincroni. A qualsiasi RDS ragionevole (
Per i convertitori asincroni, i diodi Schottky possono essere un buon sostituto dei diodi raddrizzatori. La loro pressione in avanti è molto più bassa. Il tempo di recupero dell'inversione di polarità dei diodi Schottky è lento, quindi assicurati di utilizzare una frequenza adatta ai diodi Schottky.

Fattore di induttanza
Proprio come i FET, c'è dissipazione di potenza nella resistenza dell'induttore (DCR). La scelta di un induttore con un DCR più piccolo aiuta a ridurre il consumo energetico. La perdita del core aumenterà con l'aumentare della frequenza di commutazione e un aumento della frequenza di commutazioneCommutazione dell'alimentatoreLa frequenza consente la selezione di induttori fisicamente più piccoli.

Consulta la scheda tecnica
Molte schede tecniche ora hanno grafici di efficienza e valori dei componenti consigliati. A volte includono anche il numero di parte consigliato. I produttori si impegnano inoltre a sfruttare al meglio i loro convertitori c.c./c.c. Anche se è improbabile che si vedano gli stessi risultati in un ambiente di test quasi ideale, è meglio usarli come punto di partenza per controllare i numeri.

I modi principali per migliorare l'efficienza in un alimentatore a commutazione sono:
Ridurre al minimo RDS di FET e DCR dell'induttore
Prendi in considerazione l'utilizzo di un convertitore di sincronizzazione quando possibile
Determinare la frequenza ottimale del punto a cui gli interruttori elettrici a induzione
Leggere la scheda tecnica e consultare il progetto di riferimento del produttore