Schakelende voedingen krijgen energieopslag van uitgangscondensatoren
In de spanning-ladingrelatiegrafiek wordt de capaciteit weergegeven als een diagonale lijn, en de energie die in de capaciteit is opgeslagen, is het gebied onder de lijn. Hoewel de uitgangscapaciteit van de vermogens-MOSFET niet-lineair is en varieert afhankelijk van de afvoerspanning, bevindt de energie die is opgeslagen in de uitgangscapaciteit nog steeds het gebied onder de niet-lineaire capaciteitslijn. Als we daarom een rechte lijn kunnen vinden die hetzelfde oppervlak geeft als het oppervlak in de variërende uitgangscapaciteitscurve, weergegeven in FIG. 1 is de helling van de lijn precies de equivalente uitgangscapaciteit die dezelfde hoeveelheid opgeslagen energie produceert.
Voor sommige MOSFET's met oudere planaire technologie kan de ontwerper mogelijk de equivalente uitgangscapaciteit vinden met behulp van een curve-fit op basis van de uitgangscapaciteitswaarden in het gegevensblad bij de algemeen gespecificeerde drain-source-spanning van 25 V.
(3) De energieopslag kan vervolgens worden verkregen uit een eenvoudige integraalvergelijking.
(4) Ten slotte wordt de effectieve uitgangscapaciteit gegeven als
(5) De gemeten waarde van de uitgangscapaciteit en de aangepaste curve afgeleid van Vgl. (3) worden getoond. Het werkt goed met betrekking tot de oude technologie-MOSFET's. Voor MOSFET's die nieuwere technologieën gebruiken, zoals superjunctietechnologie, waarbij de uitgangscapaciteit meer niet-lineaire kenmerken heeft, is een eenvoudige exponentiële curve-aanpassing soms niet goed genoeg. Figuur 2(b) toont de gemeten uitgangscapaciteit van een MOSFET met nieuwe technologie en de aangepaste curve met behulp van vergelijking (3). Voor de equivalente uitgangscapaciteitswaarde leidt de opening tussen de twee in het hoogspanningsgebied tot een enorm verschil, omdat de spanning wordt vermenigvuldigd met de capaciteit in de integraalvergelijking. Het schatten van de equivalente capaciteit zal resulteren in een veel grotere capaciteit, wat het oorspronkelijke ontwerp van de omzetter kan misleiden.
Waardering van de uitgangscapaciteit, (a) oude MOSFET, (b) nieuwe MOSFET
Als de uitgangscapaciteitswaarde varieert op basis van de drain-source-spanning, kan de energie die is opgeslagen in de uitgangscapaciteit worden gevonden met behulp van vergelijking (4). Hoewel de capaciteitscurven in het gegevensblad worden weergegeven, is het niet eenvoudig om de capaciteitswaarde af te lezen. Daarom wordt, op basis van de drain-source-spanning, de opgeslagen energie in de uitgangscapaciteit gegeven door de grafiek in het laatste vermogens-MOSFET-gegevensblad. Met behulp van de curve uit figuur 3 kan de equivalente uitgangscapaciteit bij de gewenste gelijkstroom (DC) busspanning worden verkregen met behulp van vergelijking (5).
