스위칭 전원 공급 장치는 출력 커패시터에서 에너지 저장 장치를 얻습니다.
전압 전하 관계 다이어그램에서 커패시터는 대각선에 있고 커패시터의 에너지 저장은 해당 선 아래에 포함된 영역입니다. Power MOSFET의 출력 커패시턴스는 비선형이고 드레인 소스 전압에 따라 달라지지만 출력 커패시턴스의 에너지 저장은 여전히 비선형 커패시턴스 라인 아래 영역입니다. 따라서 그림 1에 표시된 가변 출력 커패시턴스 곡선과 동일한 면적을 제공하는 직선을 찾을 수 있다면 선의 기울기는 정확히 동일한 에너지 저장 용량을 생성하는 등가 출력 커패시턴스가 됩니다.
일부 구식 평면 기술 MOSFET의 경우 설계자는 일반적으로 지정된 25V 드레인 소스 전압에서 데이터 테이블의 출력 정전 용량 값을 기반으로 하는 등가 출력 정전 용량을 찾기 위해 곡선 피팅을 사용할 수 있습니다.
(3) 따라서 간단한 적분식으로 에너지 저장을 구할 수 있다.
(4) 마지막으로 유효 출력 커패시턴스는 다음과 같다.
(5) 출력 정전용량의 측정값과 식(3)에서 구한 피팅 곡선이 표시됩니다. 그림 2(a)의 구식 기술 MOSFET과 비교하면 성능이 좋습니다. 그러나 초접합 기술과 같은 신기술을 사용하고 더 많은 비선형 출력 커패시터를 갖는 MOSFET의 경우 간단한 지수 곡선 피팅만으로는 충분하지 않은 경우가 있습니다. 그림 2(b)는 신기술 MOSFET의 측정된 출력 커패시턴스 값과 식(3)을 사용하여 얻은 피팅 곡선을 보여줍니다. 등가 출력 커패시턴스 값의 경우 적분 공식에서 전압에 커패시턴스가 곱해지기 때문에 고전압 영역에서 둘 사이의 차이가 큰 차이로 이어질 수 있습니다. 그림 2(b)의 추정은 훨씬 더 큰 등가 정전용량을 가져오며, 이는 컨버터의 초기 설계를 오도할 수 있습니다.
출력 커패시턴스 추정, (a) 기존 MOSFET, (b) 새로운 MOSFET
누설 소스 전압에 따라 출력 커패시턴스 값이 변하는 경우 출력 커패시턴스의 에너지 저장량은 식 (4)를 사용하여 계산할 수 있습니다. 데이터 시트에는 정전 용량 곡선이 표시되어 있지만 차트 * *에서 정전 용량 값을 읽는 것은 쉽지 않습니다. 따라서 드레인 소스 전압에 따라 출력 커패시터에 저장된 에너지는 * 새로운 Power MOSFET 데이터 테이블의 차트에 나와 있습니다. 그림 3과 공식(5)에 표시된 곡선을 사용하면 원하는 DC 버스 전압에서 등가 출력 커패시턴스를 얻을 수 있습니다.
