Les alimentations à découpage obtiennent un stockage d'énergie à partir de condensateurs de sortie
Sur le diagramme de relation tension-charge, le condensateur est sur une ligne diagonale et le stockage d'énergie dans le condensateur est la zone contenue en dessous de cette ligne. Bien que la capacité de sortie du Power MOSFET soit non linéaire et varie en fonction de la tension de la source de drain, le stockage d'énergie dans la capacité de sortie correspond toujours à la zone située sous la ligne de capacité non linéaire. Par conséquent, si nous pouvons trouver une ligne droite qui donne la même aire que la courbe de capacité de sortie variable illustrée à la figure 1, alors la pente de la ligne est exactement la capacité de sortie équivalente qui produit le même stockage d'énergie.
Pour certains MOSFET de technologie planaire ancienne, les concepteurs peuvent utiliser l'ajustement de courbe pour trouver la capacité de sortie équivalente, qui est basée sur les valeurs de capacité de sortie dans le tableau de données à la tension de source de drain généralement spécifiée de 25 V.
(3) Par conséquent, le stockage d’énergie peut être obtenu par une formule d’intégration simple.
(4) Enfin, la capacité de sortie effective est
(5) Les valeurs mesurées de la capacité de sortie et la courbe d'ajustement obtenues à partir de la formule (3) sont affichées. Par rapport au MOSFET à technologie ancienne de la figure 2 (a), ses performances sont bonnes. Cependant, pour les MOSFET qui utilisent de nouvelles technologies telles que la technologie des superjonctions et qui disposent de davantage de condensateurs de sortie non linéaires, un simple ajustement de courbe exponentielle n'est parfois pas suffisant. La figure 2 (b) montre les valeurs mesurées de capacité de sortie du MOSFET de nouvelle technologie et la courbe d'ajustement obtenue à l'aide de la formule (3). Pour une valeur de capacité de sortie équivalente, l'écart entre les deux dans la région haute tension peut entraîner une énorme différence, car la tension est multipliée par la capacité dans la formule d'intégration. L'estimation de la figure 2 (b) entraînera une capacité équivalente beaucoup plus grande, ce qui pourrait induire en erreur la conception initiale du convertisseur.
Estimation de la capacité de sortie, (a) anciens MOSFET, (b) nouveaux MOSFET
Si la valeur de la capacité de sortie change en fonction de la tension de la source de fuite, le stockage d'énergie dans la capacité de sortie peut être calculé à l'aide de la formule (4). Bien que la courbe de capacité soit affichée 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 le condensateur de sortie est donnée par le graphique du * nouveau tableau de données Power MOSFET. En utilisant la courbe illustrée à la figure 3 et la formule (5), la capacité de sortie équivalente à la tension du bus CC souhaitée peut être obtenue.
