解析開關(guān)頻率的提高受限于哪些因素

　開關(guān)電源產(chǎn)品日趨要求小型、輕量、高效率、低輻射、低成本等特點(diǎn)，增大開關(guān)電源產(chǎn)品的功率密度，可以通過提高其工作頻率來實(shí)現(xiàn)，但高頻化產(chǎn)品會產(chǎn)生一系列工程問題，從而限制了開關(guān)頻率的提升。
　　開關(guān)電源產(chǎn)品在市場的應(yīng)用主導(dǎo)下，日趨要求小型、輕量、高效率、低輻射、低成本等特點(diǎn)滿足各種電子終端設(shè)備，為了滿足現(xiàn)在電子終端設(shè)備的便攜式，必須使開關(guān)電源體積小、重量輕的特點(diǎn)，因此，提高開關(guān)電源的工作頻率，成為設(shè)計者越來越關(guān)注的問題，然而制約開關(guān)電源頻率提升的因素是什么呢？
　　一、開關(guān)頻率的提高，功率器件的損耗增大
　　1、開關(guān)管限制開關(guān)頻率的因素有哪些？
　　a、開關(guān)速度
　　MOS管的損耗由開關(guān)損耗和驅(qū)動損耗組成，如圖1所示：開通延遲時間td（on）、上升時間tr、關(guān)斷延遲時間td（off）、下降時間tf。
　　
　　圖1
　　以FAIRCHILD公司的MOS為例，如表1所示：FDD8880開關(guān)時間特性表。
　　
　　表1
　　對于這個MOS管，它的極限開關(guān)頻率為：fs= 1/（td（on）+ tr+ td（off）+ tf） Hz=1/（8ns+91ns+38ns+32ns） =5.9MHz，在實(shí)際設(shè)計中，由于控制開關(guān)占空比實(shí)現(xiàn)調(diào)壓，所以開關(guān)管的導(dǎo)通與截止不可能瞬間完成，即開關(guān)的實(shí)際極限開關(guān)頻率遠(yuǎn)小于5.9MHz，所以開關(guān)管本身的開關(guān)速度限制了開關(guān)頻率提高。
　　b、開關(guān)損耗
　　開關(guān)導(dǎo)通時對應(yīng)的波形圖如圖2（A），開關(guān)截止時對應(yīng)的波形圖如圖2（B），可以看到開關(guān)管每次導(dǎo)通、截止時開關(guān)管VDS電壓和流過開關(guān)管的電流ID存在交疊的時間（圖中黃色陰影位置），從而造成損耗P1，那么在開關(guān)頻率fs工作狀態(tài)下總損耗PS= P1 *fs，即開關(guān)頻率提高時，開關(guān)導(dǎo)通與截止的次數(shù)越多，損耗也越大。