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為您的電源選擇最佳的工作頻率是一個(gè)復(fù)雜的權(quán)衡過(guò)程,其中包括尺寸、效率以及成本。通常來(lái)說(shuō),低頻率設(shè)計(jì)往往是最為高效的,但是其尺寸最大且成本也最高。雖然調(diào)高頻率可以縮小尺寸并降低成本,但會(huì)增加電路損耗。接下來(lái),我們使用一款簡(jiǎn)單的降壓電源來(lái)描述這些權(quán)衡過(guò)程。
我們以濾波器組件作為開始。這些組件占據(jù)了電源體積的大部分,同時(shí)濾波器的尺寸同工作頻率成反比關(guān)系。另一方面,每一次開關(guān)轉(zhuǎn)換都會(huì)伴有能量損耗;工作頻率越高,開關(guān)損耗就越高,同時(shí)效率也就越低。其次,較高的頻率運(yùn)行通常意味著可以使用較小的組件值。因此,更高頻率運(yùn)行能夠帶來(lái)極大的成本節(jié)約。
如果我們假設(shè)電感體積與其能量相關(guān),那么其體積縮小將與頻率成正比例關(guān)系。由于某種頻率下電感的磁芯損耗會(huì)極大增高并限制尺寸的進(jìn)一步縮小,因此在此情況下上述假設(shè)就不容樂(lè)觀了。如果該設(shè)計(jì)使用陶瓷電容,那么輸出電容體積(褐色區(qū)域)便會(huì)隨頻率縮小,即所需電容降低。另一方面,之所以通常會(huì)選用輸入電容,是因?yàn)槠渚哂屑y波電流額定值。該額定值不會(huì)隨頻率而明顯變化,因此其體積($區(qū)域)往往可以保持恒定。另外,電源的半導(dǎo)體部分不會(huì)隨頻率而變化。這樣,由于低頻開關(guān),無(wú)源器件會(huì)占據(jù)電源體積的大部分。當(dāng)我們轉(zhuǎn)到高工作頻率時(shí),半導(dǎo)體(即半導(dǎo)體體積,淡藍(lán)色區(qū)域)開始占據(jù)較大的空間比例。