동기정류 강압 컨버터의 스위칭 손실

지난 편에서는 동기정류 강압 컨버터의 파워 스위치인 출력단 MOSFET의 도통 손실에 대해 설명했습니다. 이번에는 스위치 노드에서 발생하는 스위칭 손실에 대해 설명하겠습니다.

스위칭 손실

스위칭 손실은 문자 그대로 스위칭 동작으로 인한 손실입니다. 상기 그림의 PSWH로 표기한 부분입니다.

동기정류 강압 컨버터의 동기 스위치 (High-side + Low-side)는 모식적으로 생각하면, V_IN과 GND의 전압을 스위칭 (ON / OFF)합니다. 단순하게는, 이러한 전환 시간의 전력에 스위칭 주파수를 곱한 값이 스위칭 손실이 됩니다. 하기 파형도의 LX를 참조하여 주십시오. 참고로, 완전히 ON 또는 OFF된 구간의 손실은 지난 편에서 설명한 도통 손실이 됩니다.

PSWH는 하기 식으로 산출할 수 있습니다.

상승 및 하강 시간을 밑변, V_IN을 높이로 하는 삼각형 부분에 해당하는 전력이 손실이 됩니다. 상승 / 하강이 빠르면 전환 시간에서의 손실은 적어지지만, 스위칭 주파수라는 파라미터가 있으므로, 스위칭 손실을 저감하기 위해서는 스위칭 전환 시간과 스위칭 주파수를 모두 고려해야 합니다.

다음 편에서는 데드 타임 손실에 대해 설명하겠습니다.