Modelový příklad: FET spíná ohmickou zátěž 1kW, hrany vzestupná i sestupná 1us, ( idealizovaně uvažuji hrany jako šikmé přímky), spínací frekvence 10kHz. Kolik bude dělat spínací ztráta na spínači?
Samozřejmě tam bude ještě ztráta na Rds, to je jednoduché
a snad ještě ztráta buzení, ta ale asi bude zanedbatelná.
Dík za odpovědi.
Výpočet spínací ztráty
Moderátor: Moderátoři
-
feliz_navidad
- Příspěvky: 591
- Registrován: 15 říj 2009, 02:00
Tak děkuju za konkrétní čísla, ale jak to spočítat?
Celková ztráta bude P = 2fA kde f je spínací frekvence , A je dílčí ztráta během jedné hrany. Jak spočíst to A ?
Napětí je lineární, okamžitý výkon bude nějaká kvadratická funkce, pak bude asi nutno spočíst určitý integrál výkonu v časovém intervalu 0-1us.
To už nedám, přece jen jsem ze školy dost dlouho...
Zajímá mě analytický výpočet, ne simulace na počitači.
Dík.
Celková ztráta bude P = 2fA kde f je spínací frekvence , A je dílčí ztráta během jedné hrany. Jak spočíst to A ?
Napětí je lineární, okamžitý výkon bude nějaká kvadratická funkce, pak bude asi nutno spočíst určitý integrál výkonu v časovém intervalu 0-1us.
To už nedám, přece jen jsem ze školy dost dlouho...
Zajímá mě analytický výpočet, ne simulace na počitači.
Dík.
Můžu popsat, jak jsem to počítal já.
Spočítám energii E uvolněnou během sepnutí.
Napětí zdroje je U a při tomto napětí teče zátěží proud I.
Před sepnutím (v čase t=0) je napětí na tranzistoru u=U a proud i=0.
Pak napětí lineárně klesá a proud lineárně roste.
V čase t=T (T je doba trvání děje) bude napětí u=0 a proud i=I.
Když popíšu tyto průběhy rovnicemi, bude to vypadat takto:
i = I*t/T
u = U - U*t/T
Okamžitý výkon na tranzistoru je:
p = u*i = U*I*(t/T - t^2/T^2)
Energie uvolněná na teplo v tranzistoru během děje je:
E = int(0..T) p * dt = U*I * int(0..T) (t/T - t^2/T^2) dt =
E = UI/T int(0..T) t*dt - UI/T^2 int(0..T) t^2*dt =
E = UI/T * T^2/2 - UI/T^2 * T^3/3 = UIT * (1/2 - 1/3) =
E = UIT/6
Spínaný výkon je:
P = UI
Takže energie sepnutí je:
E = P*T/6
Když budu takhle spínat pravidelně, bude tranzistor hřát výkonem:
P' = 1/6 * P * f * (T1 + T2)
Přitom:
P' je výkon ztracený na tranzistoru.
P je spínaný výkon.
f je frekvence spínání.
T1 je trvání sepnutí.
T2 je trvání rozepnutí.
Spočítám energii E uvolněnou během sepnutí.
Napětí zdroje je U a při tomto napětí teče zátěží proud I.
Před sepnutím (v čase t=0) je napětí na tranzistoru u=U a proud i=0.
Pak napětí lineárně klesá a proud lineárně roste.
V čase t=T (T je doba trvání děje) bude napětí u=0 a proud i=I.
Když popíšu tyto průběhy rovnicemi, bude to vypadat takto:
i = I*t/T
u = U - U*t/T
Okamžitý výkon na tranzistoru je:
p = u*i = U*I*(t/T - t^2/T^2)
Energie uvolněná na teplo v tranzistoru během děje je:
E = int(0..T) p * dt = U*I * int(0..T) (t/T - t^2/T^2) dt =
E = UI/T int(0..T) t*dt - UI/T^2 int(0..T) t^2*dt =
E = UI/T * T^2/2 - UI/T^2 * T^3/3 = UIT * (1/2 - 1/3) =
E = UIT/6
Spínaný výkon je:
P = UI
Takže energie sepnutí je:
E = P*T/6
Když budu takhle spínat pravidelně, bude tranzistor hřát výkonem:
P' = 1/6 * P * f * (T1 + T2)
Přitom:
P' je výkon ztracený na tranzistoru.
P je spínaný výkon.
f je frekvence spínání.
T1 je trvání sepnutí.
T2 je trvání rozepnutí.
)-
feliz_navidad
- Příspěvky: 591
- Registrován: 15 říj 2009, 02:00
