Schaltnetzteile beziehen die Energiespeicherung aus Ausgangskondensatoren
Im Diagramm der Spannungs-Ladungs-Beziehung wird der Kondensator durch eine diagonale Linie dargestellt, und die im Kondensator gespeicherte Energie ist die Fläche unterhalb dieser Linie. Obwohl die Ausgangskapazität von Leistungs-MOSFETs nichtlinear ist und je nach Änderungen der Drain-Source-Spannung variiert, ist die Energiespeicherung in der Ausgangskapazität immer noch der Bereich, der offline durch die nichtlineare Kapazität enthalten ist. Wenn wir also eine gerade Linie finden können, die die gleiche Fläche wie die in Abbildung 1 gezeigte Ausgangskapazitätskurve ergibt, dann ist die Steigung der Linie genau die äquivalente Ausgangskapazität, die die gleiche Energiespeicherung erzeugt.
Bei einigen altmodischen MOSFETs mit planarer Technologie können Entwickler die Kurvenanpassung verwenden, um die äquivalente Ausgangskapazität basierend auf den Ausgangskapazitätswerten in der Datentabelle bei der typischerweise angegebenen Drain-Source-Spannung von 25 V zu ermitteln.
Abbildung 2 zeigt die gemessenen Werte der Ausgangskapazität und die angepasste Kurve aus Formel (3). Im Vergleich zur altmodischen MOSFET-Technologie in Abbildung 2 (a) ist die Leistung gut. Bei MOSFETs mit eher nichtlinearen Ausgangskapazitätseigenschaften, die neue Technologien wie die Super-Junction-Technologie verwenden, ist eine einfache exponentielle Kurvenanpassung jedoch manchmal nicht gut genug. Abbildung 2 (b) zeigt die gemessene Ausgangskapazität des MOSFETs der neuen Technologie und die angepasste Kurve, die mit Formel (3) erhalten wurde. Für den äquivalenten Ausgangskapazitätswert kann die Lücke zwischen den beiden im Hochspannungsbereich einen großen Unterschied verursachen, da in der Integrationsformel die Spannung mit der Kapazität multipliziert wird. Die Schätzung in Abbildung 2 (b) führt zu einer viel größeren äquivalenten Kapazität, was das ursprüngliche Design des Wandlers irreführen kann.
Wenn der Wert der Ausgangskapazität je nach Drain-Source-Spannung variiert, kann die Energiespeicherung in der Ausgangskapazität mit Formel (4) berechnet werden. Obwohl die Kapazitätskurve in der Datentabelle angezeigt wird, ist es nicht einfach, den Kapazitätswert aus dem Diagramm abzulesen. Basierend auf der Drain-Source-Spannung ist die Energiespeicherung im Ausgangskondensator daher durch das Diagramm in der * neuen Leistungs-MOSFET-Datentabelle gegeben. Durch Verwendung der in Abbildung 3 gezeigten Kurve und Formel (5) kann die äquivalente Ausgangskapazität bei der gewünschten Gleichstrom-Busspannung (DC) ermittelt werden.
