Stockage d'énergie à partir de condensateurs de sortie dans les alimentations à découpage
Sur le graphique de la relation tension-charge, la capacité est représentée par une ligne diagonale et l'énergie stockée dans la capacité correspond à la zone contenue sous la ligne. Bien que la capacité de sortie du MOSFET de puissance soit non linéaire et varie en fonction de la tension de drain, l'énergie stockée dans la capacité de sortie reste la région contenue sous la ligne de capacité non linéaire. Par conséquent, si nous pouvons trouver une ligne droite qui donne la même aire que l'aire contenue dans la courbe de capacité de sortie variable représentée sur la Fig. 1, la pente de la ligne correspond exactement à la capacité de sortie équivalente qui produit la même quantité d’énergie stockée.
Pour certains MOSFET de technologie planaire plus anciens, le concepteur peut être en mesure de trouver la capacité de sortie équivalente à l'aide d'un ajustement de courbe basé sur les valeurs de capacité de sortie indiquées dans la fiche technique à la tension drain-source communément spécifiée de 25 V.
Ainsi, le stockage d’énergie peut être obtenu à partir d’une simple équation intégrale.
Enfin, la capacité de sortie effective est
valeur mesurée de la capacité de sortie et courbe ajustée dérivée de l'équation. (3). Cela fonctionne bien par rapport à l'ancienne technologie MOSFET de la figure 2 (a). Cependant, pour les MOSFET utilisant des technologies plus récentes telles que la technologie à superjonction, où la capacité de sortie a des caractéristiques plus non linéaires, un simple ajustement de courbe exponentielle n'est parfois pas suffisant. La figure 2 (b) montre la capacité de sortie mesurée d'un * MOSFET de nouvelle technologie et la courbe ajustée à l'aide de l'équation (3). Pour la valeur équivalente de la capacité de sortie, l'écart entre les deux dans la région haute tension entraîne une énorme différence, puisque la tension est multipliée par la capacité dans l'équation intégrale. L'estimation de la figure 2 (b) entraînera une capacité équivalente beaucoup plus grande, ce qui peut induire en erreur la conception initiale du convertisseur.
Capacité de sortie estimée, (a) ancien MOSFET, (b) nouveau MOSFET
Si la valeur de la capacité de sortie varie en fonction de la tension drain-source, l'énergie stockée dans la capacité de sortie peut être trouvée à l'aide de l'équation (4). Bien que la courbe de capacité soit présentée dans la fiche technique, il n'est pas facile de lire la valeur de capacité sur le graphique**. Par conséquent, en fonction de la tension drain-source, l'énergie stockée dans la capacité de sortie est donnée par le graphique de la fiche technique *New Power MOSFET. À l'aide de la courbe illustrée à la figure 3, la capacité de sortie équivalente à la tension de bus en courant continu (CC) souhaitée peut être obtenue à l'aide de l'équation (5).
