Men som vanligt handlar det om för och nackdelar, är det trångt så upp med frekvensen, vill man maximera sin design utan
utrymmesbrist gäller lägre frekvenser och större drosslar av "rätt" pulvermaterial.
Nedanför kommer några enkla räkneexempel på hur man maximerar sin design enligt måttot: Efficiency is King.
En halvledare är just vad namnet säjer vid omslagsögonblicket, dvs halvledande.
Om dina mosfetars stig/falltider per cykel t:ex ligger på 25+25ns = 50ns * 160KHz = 8mS per sekund i halvledande tillstånd.
Vid 40amp uttag kan man utgå från ett snitt på 20amp * 24V inspänning * 0,008 = 3,84W i switchförlust.
Om du iställer kör med 80KHz och anpassar spolen induktans för detta blir det 1,92W i switchförlust.
Till sist och syvende, vid 40KHz och en ännu maffigare spole kommer du ner i 0,96W i switchförlust och nu snackar vi helt plötsligt
en design som inte behöver ha några större kylflänsar för att hålla sig kall nog.
Samma regel gäller spolen, dess kärnförlust (hysteres och virvelströmmar) är frekvensberoende.
Desto lägre frekvens man använder, desto lägre kärnförluster i materialet, men man måste gå upp fysiskt i storlek för
att få plats med den större lindingen till högre induktans med riktigt låg resistivitet.
Nu kommer vi till RDS(on) förlusten i en mosfet. Detta är mycket enkelt att beräkna. I * I * Rds(on) * %Dutycycle = Resisitiv Förlust
Om du skall ner från 24V till 12V så har du ca 50% dutycycle (vanligen något lite högre för att kompensera för förlusterna).
Du använder IRFP4410z med 7,2mR typical. Detta ger 40 * 40 * 0,0072 * 0,5 = 5,76W i förlust per mosfet.
Till detta kommer switchförlusterna vid 160KHz på 3,2W per mosfet = 5,76 + 3,2 = 8,96W.
Sammanlagt har 17,92W i båda fetarna + den okända förlusten i spolen. Detta är riktigt rejält mycket och inte särskilt effektivt.
Nu räknar vi på lägre frekvens vid 40KHz och bättre mosfetar:
Du behöver inte 100V mosfetar, det räcker med 40V. Jag föreslår dubbla parallella FDB016N04AL7 på 1,16mR typical från Fairchild.
Rds(on) förlusten = 40 * 40 * 0,00058 * 0,5 = 0,464W
Halvledande tillstånd vid 40KHz = 50ns * 40KHz = 2mS
Omslagsförlusten = 20amp * 24V inspänning * 0,002 = 0,96W
Sammanlagd mosfetförlust vid 40KHZ = 0,464 + 0,96 * 2 = 2,848W versus 17,92W vid 160KHz och sämre mosfeter.
Nu kan du ju själv räkna ut hur pass låga förlusterna skulle bli vid 20KHz jämfört med 40KHz.....
Till denna effektivitetsökning bidrar även toroiden med lägre förluster pga den lägre frekvensen.
Mycket korvstoppning på en och samma gång. Hoppas det inte blev alltför ofattbart.
