Las fuentes de alimentación conmutadas obtienen almacenamiento de energía a partir de condensadores de salida
En el gráfico de relación voltaje-carga, la capacitancia se muestra como una línea diagonal y la energía almacenada en la capacitancia es el área contenida debajo de la línea. Aunque la capacitancia de salida del MOSFET de potencia no es lineal y varía según el voltaje de drenaje, la energía almacenada en la capacitancia de salida sigue siendo la región contenida debajo de la línea de capacitancia no lineal. Por lo tanto, si podemos encontrar una línea recta que proporcione la misma área que el área contenida en la curva de capacitancia de salida variable que se muestra en la FIG. 1, la pendiente de la línea es exactamente la capacitancia de salida equivalente que produce la misma cantidad de energía almacenada.
Para algunos MOSFET de tecnología plana más antigua, el diseñador puede encontrar la capacitancia de salida equivalente utilizando un ajuste de curva basado en los valores de capacitancia de salida en la hoja de datos al voltaje de fuente de drenaje comúnmente especificado de 25 V.
(3) El almacenamiento de energía se puede obtener a partir de una ecuación integral simple.
(4) Finalmente, la capacitancia de salida efectiva viene dada como
(5) El valor medido de la capacitancia de salida y la curva ajustada derivada de la ecuación. (3) se muestran. Funciona bien con respecto a los MOSFET de tecnología antigua. Sin embargo, para los MOSFET que utilizan tecnologías más nuevas, como la tecnología de superunión, donde la capacitancia de salida tiene características más no lineales, un simple ajuste de curva exponencial a veces no es suficiente. La Figura 2(b) muestra la capacitancia de salida medida de un MOSFET de *nueva tecnología y la curva ajustada utilizando la ecuación (3). Para el valor de capacitancia de salida equivalente, la brecha entre los dos en la región de alto voltaje genera una gran diferencia, ya que el voltaje se multiplica por la capacitancia en la ecuación integral. La estimación de la capacitancia equivalente dará como resultado una capacitancia mucho mayor, lo que puede inducir a error en el diseño inicial del convertidor.
Valoración de la capacitancia de salida, (a) MOSFET antiguo, (b) MOSFET nuevo
Si el valor de la capacitancia de salida varía según el voltaje de la fuente de drenaje, la energía almacenada en la capacitancia de salida se puede encontrar usando la Ecuación (4). Aunque las curvas de capacitancia se muestran en la hoja de datos, no es fácil leer el valor de capacitancia. Por lo tanto, según el voltaje de la fuente de drenaje, la energía almacenada en la capacitancia de salida viene dada por el gráfico de la última hoja de datos de MOSFET de potencia. Usando la curva que se muestra en la Figura 3, la capacitancia de salida equivalente al voltaje del bus de corriente continua (CC) deseado se puede obtener usando la Ecuación (5).
