Gli alimentatori a commutazione ottengono l'accumulo di energia dai condensatori di uscita
Nel diagramma della relazione tensione-carica, il condensatore si trova su una linea diagonale e l'accumulo di energia nel condensatore è l'area contenuta al di sotto di tale linea. Sebbene la capacità di uscita del MOSFET di potenza sia non lineare e vari in base alla tensione della sorgente di drain, l'accumulo di energia nella capacità di uscita è ancora l'area sotto la linea della capacità non lineare. Pertanto, se riusciamo a trovare una linea retta che fornisce la stessa area della curva di capacità di uscita variabile mostrata nella Figura 1, allora la pendenza della linea è esattamente la capacità di uscita equivalente che produce lo stesso accumulo di energia.
Per alcuni MOSFET con tecnologia planare vecchio stile, i progettisti possono utilizzare l'adattamento della curva per trovare la capacità di uscita equivalente, che si basa sui valori di capacità di uscita nella tabella dati alla tensione della sorgente di drain tipicamente specificata di 25 V.
(3) Pertanto, l'accumulo di energia può essere ottenuto mediante una semplice formula di integrazione.
(4) Infine, la capacità di uscita effettiva è
(5) Vengono visualizzati i valori misurati della capacità di uscita e la curva di adattamento ottenuta dalla formula (3). Rispetto alla tecnologia MOSFET vecchio stile nella Figura 2 (a), le sue prestazioni sono buone. Tuttavia, per i MOSFET che utilizzano nuove tecnologie come la tecnologia a super giunzione e hanno più condensatori di uscita non lineari, il semplice adattamento della curva esponenziale a volte non è sufficiente. La Figura 2 (b) mostra i valori di capacità di uscita misurati del MOSFET di nuova tecnologia e la curva di adattamento ottenuta utilizzando la formula (3). Per il valore equivalente della capacità di uscita, il divario tra i due nella regione dell'alta tensione può portare a un'enorme differenza, poiché la tensione viene moltiplicata per la capacità nella formula di integrazione. La stima nella Figura 2 (b) risulterà in una capacità equivalente molto maggiore, che potrebbe fuorviare la progettazione iniziale del convertitore.
Stima della capacità di uscita, (a) vecchi MOSFET, (b) nuovi MOSFET
Se il valore della capacità di uscita cambia in base alla tensione della sorgente di dispersione, l'accumulo di energia nella capacità di uscita può essere calcolato utilizzando la formula (4). Sebbene la curva di capacità sia visualizzata nella scheda tecnica, non è facile leggere il valore di capacità dal grafico * *. Pertanto, in base alla tensione della sorgente di drain, l'energia immagazzinata nel condensatore di uscita è data dal grafico nella * nuova tabella dati del MOSFET di potenza. Utilizzando la curva mostrata nella Figura 3 e la formula (5), è possibile ottenere la capacità di uscita equivalente alla tensione del bus CC desiderata
