¿Cuál es la frecuencia de conmutación de un MOSFET que se utilizará para un convertidor buck-boost DC-DC?

Answer 1

Siempre hay una tendencia a seleccionar una frecuencia más alta para reducir el tamaño del Inductor y el Condensador para minimizar el tamaño del convertidor. Sin embargo, puede que no necesariamente reduzca el tamaño del convertidor.

A medida que aumenta la frecuencia de conmutación del MOSFET, las pérdidas de conmutación en el MOSFET aumentan. Esto requiere el uso del disipador de calor más grande que compensa la reducción en el tamaño del Inductor y el Condensador.

Mi elección será limitar la frecuencia de conmutación del MOSFET alrededor de 100 kHz para un convertidor de potencia de alto rendimiento y alrededor de 200 kHz para un convertidor de bajo rendimiento, ya que esto no requiere un diseño complejo y puede usar componentes que están fácilmente disponibles a un costo menor. Sin embargo, con el desarrollo de dispositivos GaN que tienen una carga de puerta más baja (y, por lo tanto, pérdidas de conmutación más bajas), los diseños con pocos MHz están disponibles en el mercado hoy en día.

Answer 2

No existe un valor estándar de frecuencia de conmutación para un convertidor buck-boost. Puede ser de 10kHz a 100kHz dependiendo de sus aplicaciones y requisitos.

Esta es la parte donde diseñas el convertidor buck-boost y obtienes este valor.

Entonces la pregunta es cómo obtener este valor. Por favor siga estos pasos.

1. Decida cuánta ondulación desea permitir en la corriente del inductor y el voltaje del condensador. También decida qué modo de conducción desea usar (continuo o discontinuo). Cuanto menos ondulación, más frecuencia de conmutación.
2. Establezca la relación de trabajo estándar en 0.5. No desea desviarse demasiado de 0.5, ya que esto reducirá considerablemente el rendimiento.
3. Decida qué dispositivo de alimentación va a utilizar y a qué velocidad es capaz de funcionar.
4. Si ha decidido los puntos anteriores, puede elegir los valores del condensador y el inductor. Esto depende del tamaño y el problema de costo. Cuanto mayores sean estos valores, mayor será el tamaño y el costo.
5. Ahora, los valores de filtro y los valores de ondulación le darán directamente la frecuencia de conmutación. Compruebe si su dispositivo es capaz de cambiar a esa velocidad o no. Si no, retroceda y aumente el tamaño del filtro o la ondulación para llegar a la frecuencia deseada.

[1]

Aquí Ts es el período de tiempo de conmutación que no es más que el inverso de la frecuencia. D es el ciclo de trabajo que debe poner como 0.5. L es el valor del inductor. C es el valor del condensador y R es el valor mínimo de la resistencia de carga de salida que desea conectar al convertidor. Este valor de resistencia está determinado por la potencia y el voltaje del convertidor.

Para un procedimiento de diseño detallado, lea el siguiente pdf. http://www.ti.com/lit/an/slva535 …

Espero que esto ayude.

[1] http://www.123seminarsonly.com/S …

Arpan

Answer 3

La frecuencia de conmutación de los convertidores basados ​​en MOSFET puede variar de 25 kHz a pocos MHz. La frecuencia de conmutación de un convertidor está limitada principalmente por las pérdidas de conmutación de los dispositivos semiconductores (MOSFET en el presente caso). Una frecuencia de conmutación más alta tiene una ventaja sobre los tamaños magnéticos reducidos, por lo tanto, los convertidores más pequeños y livianos. La frecuencia de conmutación típica de Mosfets es de alrededor de 25 a 500 kHz, lo mismo para IGBT es de 10 a 20 kHz.

Answer 4

La frecuencia de conmutación puede depender de varios factores, como topología, parásitos, características del dispositivo, conmutación suave / dura, mecanismo de enfriamiento, por nombrar algunos. Depende principalmente del nivel de potencia con el que desea operar el convertidor DC-DC. Si realiza una conmutación forzada, la pérdida de conmutación del dispositivo y la pérdida de recuperación inversa del diodo limitan la frecuencia de conmutación. Estas pérdidas aumentan con el nivel de potencia. Entonces, si está operando su convertidor a un nivel de potencia realmente bajo (pocos vatios), puede cambiarlo muy rápido (100–500 kHz), pero si está operando a un nivel de potencia más alto (unos pocos cientos de vatios), lo hará tiene que reducir su frecuencia de conmutación a alrededor de 20-30 kHz. La frecuencia de conmutación también depende de la carga de puerta almacenada del MOSFET. Esto es bastante bajo para Mosfets, por lo que generalmente puede cambiar un Mosfet mucho más rápido que un IGBT.