Schakelende voedingen verkrijgen energieopslag uit uitgangscondensatoren
In het spanningsladingrelatiediagram bevindt de condensator zich in een diagonale lijn, en de energieopslag in de condensator is het gebied onder die lijn. Hoewel de uitgangscapaciteit van de Power MOSFET niet-lineair is en varieert afhankelijk van de afvoerbronspanning, bevindt de energieopslag in de uitgangscapaciteit zich nog steeds in het gebied onder de niet-lineaire capaciteitslijn. Als we daarom een rechte lijn kunnen vinden die hetzelfde oppervlak geeft als de curve van de variabele uitgangscapaciteit zoals weergegeven in figuur 1, dan is de helling van de lijn precies de equivalente uitgangscapaciteit die dezelfde energieopslag produceert.
Voor sommige MOSFET's met ouderwetse planaire technologie kunnen ontwerpers curve-fitting gebruiken om de equivalente uitgangscapaciteit te vinden, die is gebaseerd op de uitgangscapaciteitswaarden in de gegevenstabel bij de doorgaans gespecificeerde 25V-afvoerbronspanning.
(3) Daarom kan energieopslag worden verkregen door een eenvoudige integratieformule.
(4) Ten slotte is de effectieve uitgangscapaciteit gelijk
(5) De gemeten waarden van de uitgangscapaciteit en de aanpassingscurve verkregen uit formule (3) worden weergegeven. Vergeleken met de ouderwetse MOSFET in figuur 2 (a) zijn de prestaties goed. Voor MOSFET's die nieuwe technologieën gebruiken, zoals superjunctietechnologie en meer niet-lineaire uitgangscondensatoren hebben, is eenvoudige exponentiële curve-aanpassing echter soms niet goed genoeg. Figuur 2 (b) toont de gemeten uitgangscapaciteitswaarden van de MOSFET met nieuwe technologie en de aanpassingscurve verkregen met behulp van formule (3). Voor de equivalente uitgangscapaciteitswaarde kan de kloof tussen de twee in het hoogspanningsgebied tot een enorm verschil leiden, omdat de spanning wordt vermenigvuldigd met de capaciteit in de integratieformule. De schatting in figuur 2 (b) zal resulteren in een veel grotere equivalente capaciteit, wat het oorspronkelijke ontwerp van de omzetter kan misleiden.
Schatting van de uitgangscapaciteit, (a) oude MOSFET's, (b) nieuwe MOSFET's
Als de uitgangscapaciteitswaarde verandert op basis van de lekbronspanning, kan de energieopslag in de uitgangscapaciteit worden berekend met behulp van formule (4). Hoewel de capaciteitscurve in het gegevensblad wordt weergegeven, is het niet eenvoudig om de capaciteitswaarde uit de grafiek af te lezen * *. Daarom wordt, afhankelijk van de drain source-spanning, de energie die is opgeslagen in de uitgangscondensator gegeven door de grafiek in de * nieuwe Power MOSFET-gegevenstabel. Door gebruik te maken van de curve uit Figuur 3 en formule (5) kan de equivalente uitgangscapaciteit bij de gewenste DC-busspanning worden verkregen
