Maximiser l’efficacité des alimentations à découpage d’alimentation

Pourquoi passer du temps dans des alimentations à découpage pour maximiser l’efficacité? Les régulateurs à découpage plus efficaces vous en donnent pour votre argent. Dans le monde des appareils mobiles, la consommation d’énergie doit être minimisée et l’énergie ne doit pas être gaspillée.

La principale source de perte
La principale source de perte dans l'Commutateur d’alimentationvarie en fonction du courant de charge. À des courants élevés, la principale source de perte est la puissance convertie en chaleur par la résistance du transistor à effet de champ (FET) et de l’inductance. À faible courant, l’alimentation principale allume et éteint le FET.

C’est le meilleur choix entre une charge lourde et une charge légère. C’est là que les effets de la puissance de commutation de grille et des pertes de résistance sont équilibrés et que l’efficacité maximale est atteinte. Idéalement, le régulateur fonctionnera ici, mais cela dépend de la quantité de courant consommée par la charge. Dans le graphique fourni dans la fiche technique du convertisseur, la consommation de courant nominale est comparée à la consommation de courant pour atteindre une efficacité maximale.

Optimiser le FET
Les exigences TJE varient selon la conception. Il n’y a pas de FET parfait pour chaque application, mais il existe certains critères clés qui peuvent être utilisés pour maximiser l’efficacité. Réduire la résistance entre le drain et la source du FET. Après avoir terminé l’arithmétique pour déterminer la perte de puissance, confirmez que le FET ou le circuit intégré peut effectivement dissiper la puissance sous forme de chaleur. À mesure que la température du semi-conducteur augmente, la résistance diminue.

Convertisseurs synchrones et asynchrones
Les convertisseurs synchrones ont des commutateurs bas côté intégrés qui remplacent les diodes redresseuses utilisées dans les convertisseurs asynchrones. Les convertisseurs synchrones sont presque toujours plus efficaces que les convertisseurs asynchrones. À tout SDR raisonnable (
Pour les convertisseurs asynchrones, les diodes Schottky peuvent être un bon remplacement pour les diodes redresseuses. Leur pression vers l’avant est beaucoup plus faible. Le temps de récupération de polarité inverse des diodes Schottky est lent, alors assurez-vous d’utiliser une fréquence adaptée aux diodes Schottky.

Facteur d’inductance
Tout comme les FET, il y a une dissipation de puissance dans la résistance de l’inductance (DCR). Le choix d’une inductance avec un DCR plus petit aide à réduire la consommation d’énergie. La perte de cœur augmentera avec l’augmentation de la fréquence de commutation, et uneCommutateur d’alimentationLa fréquence permet la sélection d’inductances physiquement plus petites.

Consulter la fiche technique
De nombreuses fiches techniques ont maintenant des graphiques d’efficacité et des valeurs de composants recommandées. Parfois, ils incluent même le numéro de pièce recommandé. Les fabricants s’engagent également à tirer le meilleur parti de leurs convertisseurs CC-CC. Bien qu’il soit peu probable que vous obteniez les mêmes résultats dans un environnement de test presque idéal, il est préférable de les utiliser comme point de départ pour vérifier vos chiffres.

Les principaux moyens d’améliorer l’efficacité d’une alimentation à découpage sont les suivants :
Minimiser le RDS du FET et le DCR de l’inductance
Envisagez d’utiliser un convertisseur de synchronisation dans la mesure du possible
Déterminer la fréquence optimale à laquelle les commutateurs à induction électrique
Lire la fiche technique et consulter la conception de référence du fabricant