Accumulo di energia dai condensatori di uscita negli alimentatori a commutazione
Nel grafico della relazione tensione-carica, la capacità è mostrata come una linea diagonale e l'energia immagazzinata nella capacità è l'area contenuta sotto la linea. Sebbene la capacità di uscita del MOSFET di potenza sia non lineare e vari a seconda della tensione di drain, l'energia immagazzinata nella capacità di uscita è ancora la regione contenuta sotto la linea di capacità non lineare. Pertanto, se riusciamo a trovare una linea retta che dia la stessa area dell'area contenuta nella curva di capacità di uscita variabile mostrata in FIG. 1, la pendenza della linea è esattamente la capacità di uscita equivalente che produce la stessa quantità di energia immagazzinata.
Per alcuni MOSFET con tecnologia planare meno recenti, il progettista potrebbe essere in grado di trovare la capacità di uscita equivalente utilizzando un adattamento della curva basato sui valori di capacità di uscita nella scheda tecnica alla tensione drain-source comunemente specificata di 25 V.
Pertanto, l’accumulo di energia può essere ottenuto da una semplice equazione integrale.
Infine, la capacità di uscita effettiva è
valore misurato della capacità di uscita e la curva adattata derivata dall'Eq. (3). Funziona bene rispetto al MOSFET della vecchia tecnologia in Fig. 2 (a). Tuttavia, per i MOSFET che utilizzano tecnologie più recenti come la tecnologia della supergiunzione, dove la capacità di uscita ha caratteristiche più non lineari, un semplice adattamento della curva esponenziale a volte non è sufficiente. La Figura 2(b) mostra la capacità di uscita misurata di un MOSFET di nuova tecnologia e la curva adattata utilizzando l'equazione (3). Per il valore equivalente della capacità di uscita, il divario tra i due nella regione dell'alta tensione porta ad un'enorme differenza, poiché nell'equazione integrale la tensione viene moltiplicata per la capacità. La stima nella Figura 2(b) risulterà in una capacità equivalente molto maggiore, che può fuorviare la progettazione iniziale del convertitore.
Capacità di uscita stimata, (a) vecchio MOSFET, (b) nuovo MOSFET
Se il valore della capacità di uscita varia in base alla tensione drain-source, l'energia immagazzinata nella capacità di uscita può essere trovata utilizzando l'equazione (4). Sebbene la curva di capacità sia mostrata nella scheda tecnica, non è facile leggere il valore di capacità dal grafico**. Pertanto, in base alla tensione drain-source, l'energia immagazzinata nella capacità di uscita è data dal grafico nella scheda tecnica del *New Power MOSFET. Utilizzando la curva mostrata nella Figura 3, la capacità di uscita equivalente alla tensione del bus in corrente continua (CC) desiderata può essere ottenuta utilizzando l'equazione (5).
