なぜ低いスイッチング周波数がより効率的ですか？

10Vから3.3Vへの降圧コンバータを設計しています。LT8610を見ると、アプリケーション例では、スイッチング周波数が異なる2つの類似した回路を示しています。

効率対周波数のプロットは、低いスイッチング周波数の方がわずかに効率的であることを示しています。これはなぜですか？

あるいは、より高いスイッチング周波数の利点は何ですか？

スイッチングエレメント自体の駆動（MOSFETの場合はゲート駆動損失）のようなスイッチングサイクルごとのターンオン損失とターンオフ損失があり、あなたの質問に描かれている降圧コンバータ。

動作周波数を下げると、単位時間あたりのこれらのイベントの数が減ります。これらはすべて損失が大きくなります。出来上がり、あなたは今、いくつかの電力を節約しています。

ただし、低周波スイッチングの利点は無料ではありません。スイッチング周波数が低いと、スイッチングサイクルあたりのピーク電流が高くなります。

一般に、電流によるスイッチング/ゲート損失と伝導損失の間にはバランス点があります。バランスを見つけることは、電源設計の「魔法」の一部です。

より高い周波数で動作すると、ピーク電流は減少しますが（これは磁気が小さくなることを意味します）、ゲート損失とスイッチング損失が増加します。繰り返しになりますが、バランスがすべてです。

MOSFETは、非常に優れたスイッチになります。オフのときのリーク電流とオン抵抗が低いため、どちらの場合でも消費電力はほとんどありません。電流が低いか、電圧のどちらかです。しかし、FETのオンとオフを切り替えるには、アクティブ領域を通過する必要があり、電圧も電流も無視できず、それらの製品は電力を消費します。周波数が高くなるほど、1秒あたりのスイッチング損失が増加するため、400 kHzよりも2 MHzで5倍のスイッチング損失が予想されます。

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