开关电源调节频率被限制的原因有哪些？

　　1、器件的限制

　　对于开关管，在实际应用中，不是给个驱动就开，拿掉驱动就关掉，有接通延迟时间(tdon)，上升时间(tr)，关断延迟时间(tdoff)和下降时间tf。相应的波形为：

　　2、开关损耗

　　当然，随着器件的进步，开关管开关速度会变得越来越快，特别是在低电压和低功率应用中。仅考虑设备本身的开关速度，开关频率可能会很高，但实际并没有，有开关损耗的限制。

　　可以看出，每当开关管导通时，开关管DS的电压(Vds)与流过开关管(Id)的电流之间就会有重叠时间，从而导致导通损耗和导通，关掉也是这个样子。假设由开关管中的每个开关产生的能量损耗(以Esw表示)是确定的，则开关管中的开关功率损耗为Psw = Esw * fs。显然，开关频率越高，开关损耗越大。开关频率为5M时的开关损耗是500K开关损耗的10倍，这对于注重效率的开关电源显然是不可接受的。因此，开关损耗是限制开关频率的第二个因素。

　　3、磁性元件损耗

　　绕组的趋肤效应和临近效应。在变压器的高频运行中，影响更为严重。使得绕组的涡流损耗增加。开关频率越高，绕组匝数越少。相应绕组的交流阻抗会更高，但是绕组的长度会更短。问题似乎没有那么大。谐振半桥应用通常选择200KHZ的频率。因此，磁性成分的体积和损耗在更好的范围内。

　　4、软开关的困难

　　软开关无疑是解决开关损耗的有效方法。关于软交换的各种论文已经提出了许多令人眼花缭乱的软开关方案。软开关似乎可以解决所有问题。但是，实际的工程应用不同于理论分析。实际的工程目标是低成本，高效率和高可靠性。在实际工程中，需要添加大量辅助电路或非常精确的控制的软开关方法不是很好。由于它是乐观的，因此业界最常用的软开关拓扑仍然只需要移相全桥和一些谐振拓扑(例如LLC)。关于提到的反激，但是即使有类似的解决方案，需要考虑以上一些问题，以确定它们是否适用于实际工程。

　　5、高频引起的一系列问题

　　假设已经解决了上述问题，则必须解决一系列工程问题才能实现高频。例如，在高频下，电路的寄生参数通常会严重影响电源的性能，例如变压器的一次侧和二次侧。寄生电容，变压器漏感，PCB布线之间的寄生电感和寄生电容等)，如何通过在一系列电压和电流波形中甚至是寄生参数引起振动和EMI问题来消除寄生参数的影响电路服务是所有要研究的问题。

　　6、EMI和干扰使PCB布局更加困难

　　EMI与开关频率没有线性关系。在某些开关频率下，EMI滤波器的转折频率较高，但总体趋势是，开关频率越高，EMI体积越小。开关频率越高，功率密度越高。在此阶段真正阻碍功率密度提高的因素是散热系统，电磁设计(包括EMI滤波器和变压器)和功率集成技术。仔细选择开关频率，开关频率对整个变速器的功率密度有很大影响，并且不同的设备和拓扑，最佳开关频率也是随之变化的。

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