Alimentatori a commutazione Ottieni l'accumulo di energia dai condensatori di uscita
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.
(3) L'accumulo di energia può quindi essere ottenuto da una semplice equazione integrale.
(4) Infine, la capacità di uscita effettiva è data come
(5) Il valore misurato della capacità di uscita e la curva adattata derivata dall'Eq. (3) sono mostrati. Funziona bene rispetto ai MOSFET di vecchia tecnologia. 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 della capacità equivalente risulterà in una capacità molto maggiore, che può fuorviare la progettazione iniziale del convertitore.
Valutazione della capacità di uscita, (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 le curve di capacità siano mostrate nella scheda tecnica, non è facile leggere il valore di capacità. Pertanto, in base alla tensione drain-source, l'energia immagazzinata nella capacità di uscita è data dal grafico nell'ultima scheda tecnica del MOSFET di potenza. 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).
