Почему частоты переключения для повышающих преобразователей выше диапазона 100 кГц?
Мощный повышающий преобразователь может работать в диапазоне низких / средних кГц и может это делать, потому что используемые силовые транзисторы по своей природе являются медленными устройствами. Хитрость заключается в том, чтобы работать на частоте, где статические потери примерно равны динамическим потерям.
Если я правильно понимаю, когда частота увеличивается от 100 кГц и выше, пульсирующий ток, создаваемый индуктором, уменьшается, изменение тока со временем уменьшается в индуктивности, и компоненты могут быть меньше, поскольку им не приходится иметь дело с большим ( относительные) токи.
Пульсирующий ток задает сцену того, сколько энергии накапливается индуктором и циклически передается конденсатору. На более высоких частотах эта передача выполняется больше раз в секунду, следовательно, для той же мощности, подаваемой на нагрузку, пульсирующий ток может быть меньше, но это не совсем обеспечивает ту же мощность (энергию, пропорциональную квадрату тока), и поэтому индуктивность имеет должно быть уменьшено, и это увеличивает пульсацию тока. Если вы попытаетесь учесть возможность использования прерывистого или непрерывного режима проводимости, то это не так ясно, как вы думаете.
Компоненты могут быть меньше, да.
Однако им противостоит снижение эффективности от потерь на переключение в МОП-транзисторе, а также от потерь в сердечнике индуктора.
И да и нет. Потери на переключение увеличиваются, но некоторые потери в сердечнике снижаются, например, насыщение. Однако потери на вихревые токи (обычно меньше, чем насыщение сердечника) будут иметь тенденцию к увеличению, и поэтому вы видите значительный прогресс в создании ядер, пригодных для переключения выше 1 МГц.
Итак, учитывая, что вы можете повысить эффективность за счет уменьшения частоты, почему бы не переключать частоты в более низких диапазонах; диапазон 100 Гц-10 кГц, например?
На низких частотах насыщение индуктора является большим фактором - понижение частоты и потери на насыщение могут внезапно взлететь до небес. Если вы сохраняете баланс между динамическими и статическими потерями в своих полевых МОП-транзисторах, как правило, это лучшая частота, на которую нужно стремиться (как упоминалось ранее).
Является ли то, что изменения тока, с которыми приходится сталкиваться индуктору, слишком велики, и резистивные потери в проводке индуктора начинают доминировать в качестве основного источника потери мощности?
Более низкая частота означает меньшее количество энергии, передаваемой в секунду, и это означает, что вы должны работать при более высоких токах (для той же мощности), но не зацикливайтесь на этом. Запуск CCM (режим непрерывной проводимости) означает, что пульсирующий ток может быть очень малым для передачи той же энергии.