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为您的济源矿用变压器选择正确的工作频率

发布者:威尼斯在线app下载-威尼斯在线app下载厂    发布时间:2019-12-12
为您的济源矿用变压器选择正确的工作频率随着现在对更高效、更低成本济源矿用变压器解决方案需求的强调,大家创建了该专栏,就各种济源矿用变压器管理课题提出一些对您有帮助的小技巧。该专栏面向各级设计工程师。无论您是从事济源矿用变压器业务多年还是刚刚步入济源矿用变压器领域,您都可以在这里找到一些极其有用的信息,以帮助您迎接下一个设计挑战。
为您的济源矿用变压器选择******的工作频率是一个复杂的权衡过程,其中包括尺寸、效率以及成本。通常来说,低频率设计往往是***为高效的,但是其尺寸******且成本也******。虽然调高频率可以缩小尺寸并降低成本,但会增加电路损耗。接下来,大家使用一款简单的降压济源矿用变压器来描述这些权衡过程。
大家以滤波器组件作为开始。这些组件占据了济源矿用变压器体积的大部分,同时滤波器的尺寸同工作频率成反比关系。另一方面,每一次转换都会伴有能量损耗;工作频率越高,损耗就越高,同时效率也就越低。其次,较高的频率运行通常意味着可以使用较小的组件值。因此,更高频率运行能够带来极大的成本节约。
图 1 显示的是降压济源矿用变压器频率与体积的关系。频率为 100 kHz 时,电感占据了济源矿用变压器体积的大部分(深蓝色区域)。如果大家假设电感体积与其能量相关,那么其体积缩小将与频率成正比例关系。由于某种频率下电感的磁芯损耗会极大增高并限制尺寸的进一步缩小,因此在此情况下上述假设就不容乐观了。如果该设计使用陶瓷电容,那么输出电容体积(褐色区域)便会随频率缩小,即所需电容降低。另一方面,之所以通常会选用输入电容,是因为其具有纹波电流额定值。该额定值不会随频率而明显变化,因此其体积(黄色区域)往往可以保持恒定。另外,济源矿用变压器的半导体部分不会随频率而变化。这样,由于低频,无源器件会占据济源矿用变压器体积的大部分。当大家转到高工作频率时,半导体(即半导体体积,淡蓝色区域)开始占据较大的空间比例。

图 1 济源矿用变压器组件体积主要由半导体占据

该曲线图显示半导体体积本质上并未随频率而变化,而这一关系可能过于简单化。与半导体相关的损耗主要有两类:传导损耗和损耗。同步降压转换器中的传导损耗与 MOSFET 的裸片面积成反比关系。 MOSFET 面积越大,其电阻和传导损耗就越低。
损耗与 MOSFET 的速度以及 MOSFET 具有多少输入和输出电容有关。这些都与器件尺寸的大小相关。大体积器件具有较慢的速度以及更多的电容。图 2 显示了两种不同工作频率 (F)的关系。传导损耗 (Pcon)与工作频率无关,而损耗 (Psw F1 和 Psw F2) 与工作频率成正比例关系。因此更高的工作频率 (Psw F2) 会产生更高的损耗。
当损耗和传导损耗相等时,每种工作频率的总损耗******。另外,随着工作频率提高,总损耗将更高。
但是,在更高的工作频率下,******裸片面积较小,从而带来成本节约。实际上,在低频率下,通过调整裸片面积来***小化损耗会带来极高成本的设计。但是,转到更高工作频率后,大家就可以优化裸片面积来降低损耗,从而缩小济源矿用变压器的半导体体积。这样做的缺点是,如果大家不改进半导体技术,那么济源矿用变压器效率将会降低。如前所述,更高的工作频率可缩小电感体积;所需的内层芯板会减少。更高频率还可降低对于输出电容的要求。有了陶瓷电容,大家就可以使用更低的电容值或更少的电容。这有助于缩小半导体裸片面积,进而降低成本。

图 2 提高工作频率会导致更高的总体损耗


文章转载自网络,如有侵权,请联系删除。|发布时间:2018.05.19来源:济源矿用变压器厂家

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