中心議題：

• 探究為電源選擇正確的工作頻率的方法

解決方案：

• 通過調整裸片麵積來最小化損耗會帶來極高成本的設計
• 使用更低的電容值或更少的電容

為您的電源選擇最佳的工作頻率是一個複雜的權衡過程，其中包括尺寸、效(xiao)率(lv)以(yi)及(ji)成(cheng)本(ben)。通(tong)常(chang)來(lai)說(shuo)，低(di)頻(pin)率(lv)設(she)計(ji)往(wang)往(wang)是(shi)最(zui)為(wei)高(gao)效(xiao)的(de)，但(dan)是(shi)其(qi)尺(chi)寸(cun)最(zui)大(da)且(qie)成(cheng)本(ben)也(ye)最(zui)高(gao)。雖(sui)然(ran)調(tiao)高(gao)頻(pin)率(lv)可(ke)以(yi)縮(suo)小(xiao)尺(chi)寸(cun)並(bing)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)，但(dan)會(hui)增(zeng)加(jia)電(dian)路(lu)損(sun)耗(hao)。接(jie)下(xia)來(lai)，我(wo)們(men)使(shi)用(yong)一(yi)款(kuan)簡(jian)單(dan)的(de)降(jiang)壓(ya)電(dian)源(yuan)來(lai)描(miao)述(shu)這(zhe)些(xie)權(quan)衡(heng)過(guo)程(cheng)。

我們以濾波器組件作為開始。這些組件占據了電源體積的大部分，同時濾波器的尺寸同工作頻率成反比關係。另一方麵

，每一次開關轉換都會伴有能量損耗;工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)越(yue)高(gao)，開(kai)關(guan)損(sun)耗(hao)就(jiu)越(yue)高(gao)，同(tong)時(shi)效(xiao)率(lv)也(ye)就(jiu)越(yue)低(di)。其(qi)次(ci)，較(jiao)高(gao)的(de)頻(pin)率(lv)運(yun)行(xing)通(tong)常(chang)意(yi)味(wei)著(zhe)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)較(jiao)小(xiao)的(de)組(zu)件(jian)值(zhi)。因(yin)此(ci)，更(geng)高(gao)頻(pin)率(lv)運(yun)行(xing)能(neng)夠(gou)帶(dai)來(lai)極(ji)大(da)的(de)成(cheng)本(ben)節(jie)約(yue)。

圖1 顯示的是降壓電源頻率與體積的關係。頻率為 100 kHz 時，電感占據了電源體積的大部分(深藍色區域)。如(ru)果(guo)我(wo)們(men)假(jia)設(she)電(dian)感(gan)體(ti)積(ji)與(yu)其(qi)能(neng)量(liang)相(xiang)關(guan)，那(na)麼(me)其(qi)體(ti)積(ji)縮(suo)小(xiao)將(jiang)與(yu)頻(pin)率(lv)成(cheng)正(zheng)比(bi)例(li)關(guan)係(xi)。由(you)於(yu)某(mou)種(zhong)頻(pin)率(lv)下(xia)電(dian)感(gan)的(de)磁(ci)芯(xin)損(sun)耗(hao)會(hui)極(ji)大(da)增(zeng)高(gao)並(bing)限(xian)製(zhi)尺(chi)寸(cun)的(de)進(jin)一(yi)步(bu)縮(suo)小(xiao)
，因(yin)此(ci)在(zai)此(ci)情(qing)況(kuang)下(xia)上(shang)述(shu)假(jia)設(she)就(jiu)不(bu)容(rong)樂(le)觀(guan)了(le)。如(ru)果(guo)該(gai)設(she)計(ji)使(shi)用(yong)陶(tao)瓷(ci)電(dian)容(rong)
，那(na)麼(me)輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)體(ti)積(ji)(褐色區域)便bian會hui隨sui頻pin率lv縮suo小xiao，即ji所suo需xu電dian容rong降jiang低di。另ling一yi方fang麵mian，之zhi所suo以yi通tong常chang會hui選xuan用yong輸shu入ru電dian容rong，是shi因yin為wei其qi具ju有you紋wen波bo電dian流liu額e定ding值zhi。該gai額e定ding值zhi不bu會hui隨sui頻pin率lv而er明ming顯xian變bian化hua，因yin此ci其qi體ti積ji($區域)往(wang)往(wang)可(ke)以(yi)保(bao)持(chi)恒(heng)定(ding)。另(ling)外(wai)，電(dian)源(yuan)的(de)半(ban)導(dao)體(ti)部(bu)分(fen)不(bu)會(hui)隨(sui)頻(pin)率(lv)而(er)變(bian)化(hua)。這(zhe)樣(yang)
，由(you)於(yu)低(di)頻(pin)開(kai)關(guan)，無(wu)源(yuan)器(qi)件(jian)會(hui)占(zhan)據(ju)電(dian)源(yuan)體(ti)積(ji)的(de)大(da)部(bu)分(fen)。當(dang)我(wo)們(men)轉(zhuan)到(dao)高(gao)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)時(shi)

，半(ban)導(dao)體(ti)(即半導體體積，淡藍色區域)開始占據較大的空間比例。此主題相關圖片如下：圖1 ：電源組件體積主要由半導體占據。
該曲線圖顯示半導體體積本質上並未隨頻率而變化，而這一關係可能過於簡單化。與半導體相關的損耗主要有兩類：傳導損耗和開關損耗。同步降壓轉換器中的傳導損耗與 MOSFET 的裸片麵積成反比關係。MOSFET 麵積越大，其電阻和傳導損耗就越低。

開關損耗與 MOSFET 開關的速度以及 MOSFET 具有多少輸入和輸出電容有關。這些都與器件尺寸的大小相關。大體積器件具有較慢的開關速度以及更多的電容。圖 2 顯示了兩種不同工作頻率 (F) 的關係。傳導損耗 (Pcon)與工作頻率無關，而開關損耗 (Psw F1 和 Psw F2) 與工作頻率成正比例關係。因此更高的工作頻率 (Psw F2) 會產生更高的開關損耗。當開關損耗和傳導損耗相等時，每種工作頻率的總損耗最低。另外，隨著工作頻率提高，總損耗將更高。

如前所述，更高的工作頻率可縮小電感體積;suoxudeneicengxinbanhuijianshao。genggaopinlvhaikejiangdiduiyushuchudianrongdeyaoqiu。youletaocidianrong，womenjiukeyishiyonggengdidedianrongzhihuogengshaodedianrong。zheyouzhuyusuoxiaobandaotiluopianmianji，jinerjiangdichengben。