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)bianhuisuipinlvsuoxiao，jisuoxudianrongjiangdi。lingyifangmian，zhisuoyitongchanghuixuanyongshurudianrong，shiyinweiqijuyouwenbodianliuedingzhi。gaiedingzhibuhuisuipinlvermingxianbianhua，yinciqitiji($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;所(suo)需(xu)的(de)內(nei)層(ceng)芯(xin)板(ban)會(hui)減(jian)少(shao)。更(geng)高(gao)頻(pin)率(lv)還(hai)可(ke)降(jiang)低(di)對(dui)於(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)的(de)要(yao)求(qiu)。有(you)了(le)陶(tao)瓷(ci)電(dian)容(rong)
，我(wo)們(men)就(jiu)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)更(geng)低(di)的(de)電(dian)容(rong)值(zhi)或(huo)更(geng)少(shao)的(de)電(dian)容(rong)。這(zhe)有(you)助(zhu)於(yu)縮(suo)小(xiao)半(ban)導(dao)體(ti)裸(luo)片(pian)麵(mian)積(ji)，進(jin)而(er)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)。