GERY013C january 2023 – april 2023 LMQ61460-Q1 , TPS54319 , TPS62088 , TPS82671 , UCC12040 , UCC12050
Obwohl die Erh?hung der Schaltfrequenz die Leistungsdichte erh?hen kann, gibt es einen Grund, warum Stromwandler heute normalerweise nicht h?her als bis zum Megahertz-Bereich schalten. Die Erh?hung der Schaltfrequenz hat einen unerwünschten Nebeneffekt, n?mlich erh?hte Schaltverluste und einen damit verbundenen Temperaturanstieg. Dies wird haupts?chlich durch einige dominante Schaltverluste verursacht.
Um diese Schaltverluste verstehen zu k?nnen, sind zun?chst einige branchenübliche Begriffe zu erkl?ren. Bei Halbleiterbauteilen h?ngt die Ladungsmenge üblicherweise mit dem Durchlasswiderstand zusammen. Ein geringerer Widerstand am Durchlass führt zu h?herer Gate-Ladung und parasit?rer Kapazit?t. Dieses Gleichgewicht zwischen Widerstand und Ladung wird h?ufig durch den als Durchlasswiderstand des Ger?ts definierten RQ-FoM quantifiziert, multipliziert mit der Gesamtladung, die an das Terminal geliefert werden muss, um den Baustein bei einer Betriebsspannung zu schalten. Darüber hinaus wird der Bereich, den ein Baustein einnimmt, um einen Zielwiderstand zu erreichen, oft als ?Rsp“ bezeichnet. Leitungsverluste k?nnen durch Verringerung des Durchlasswiderstands (RDS(on)) des MOSFET reduziert werden. Allerdings steigen durch die Verringerung des Einschaltwiderstands auch die durch die Schaltung bedingten Verluste des Ger?ts und damit auch Platzbedarf und Kosten.
Je nach Implementierung und Anwendung k?nnen sich die verschiedenen Schaltverluste unterschiedlich auf die Gesamtverlustleistung auswirken. Einzelheiten zu den einzelnen Verlustarten siehe Anwendungshinweis Leistungsverlustberechnung unter Berücksichtigung der Common-Source-Induktivit?t bei Synchron-Abw?rtswandlern. Für die Zwecke des vorliegenden Dokuments werden die wichtigsten limitierenden Faktoren zu den Verlustkomponenten am Beispiel eines Abw?rtswandlers erl?utert.