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开关电源设计以及正确的工作频率
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2017-09-15
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们以滤波器组件作为开始。这些组件占据了电源体积的大部分，同时滤波器的尺寸同
工作频率成反比关系。另一方面，每一次开关转换都会伴有能量损耗；工作频率越高，开关
损耗就越高，同时效率也就越低。其次，较高的频率运行通常意味着可以使用较小的组件值。
因此，更高频率运行能够带来极大的成本节约。
图 1.1 显示的是降压电源频率与体积的关系。频率为 100 kHz 时，电感占据了电源体积
的大部分（深蓝色区域）。如果我们假设电感体积与其能量相关，那么其体积缩小将与频率
成正比例关系。由于某种频率下电感的磁芯损耗会极大增高并限制尺寸的进一步缩小，因此
在此情况下上述假设就不容乐观了。如果该设计使用陶瓷电容，那么输出电容体积（褐色区
域）便会随频率缩小，即所需电容降低。另一方面，之所以通常会选用输入电容，是因为其
具有纹波电流额定值。该额定值不会随频率而明显变化，因此其体积（黄色区域）往往可以
保持恒定。另外，电源的半导体部分不会随频率而变化。这样，由于低频开关，无源器件会
占据电源体积的大部分。当我们转到高工作频率时，半导体（即半导体体积，淡蓝色区域）
开始占据较大的空间比例
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