Begrenzungsfaktor 3: Verluste beim Ein- und Ausschalten

Parasitäre Schleifeninduktivität kann zu einer Reihe von schaltbedingten Verlusten führen, die den Wirkungsgrad erheblich senken können. Denken wir erneut an unseren Abwärtswandler mit dem High-Side-MOSFET, der den Induktor-Strom führt. Durch das Ausschalten des High-Side-Schalters wird der Strom durch die parasitäre Induktivität unterbrochen. Die Transientenströme (di/dt) verursachen zusammen mit der parasitären Schleifeninduktivität eine Spannungsspitze. Je höher der di/dt-Wert ist, desto niedriger sind die Schaltverluste, was zu einer höheren Spannungsbelastung der Bauteile führt. Bei manchen Abschaltgeschwindigkeiten kommt es sogar zum Ausfall des High-Side-Schalters des Abwärtswandlers. Daher müssen Sie die Schaltgeschwindigkeiten sorgfältig steuern, um den Wirkungsgrad zu maximieren und gleichzeitig den DC/DC-Wandler im sicheren Betriebsbereich zu halten. Weitere Informationen siehe Anwendungshinweis Verständnis der SOA-Kurven für den Betrieb bei hohen Ausgangsströmen und -temperaturen.

Darüber hinaus kann die Verringerung der Drain-Ladung des High-Side-MOSFET auch zu zusätzlichen Spannungsspitzen führen, da im Induktor-Kondensator-Netzwerk weniger Kapazität zur Aufnahme der in der parasitären Schleifeninduktivität gespeicherten Energie vorhanden ist. Dies stellt eine zusätzliche Herausforderung dar, da es am besten ist, die Drain-Ladung so gering wie möglich zu halten, um die zuvor bereits erwähnten ladungsbedingten Verluste zu reduzieren. Die Verringerung der Gesamtverluste im Zusammenhang mit diesen Parasitäreffekten erfordert in der Regel die Reduzierung der Schleifeninduktivität selbst sowie die Verwendung anderer Gate-Treiber-Techniken.