[christianw.]

In Farbe und bunt wurden 2 Drosseltypen gegeneinander verglichen, mit angepasstem DCR-Netzwerk.

Pulse PA4343.472NLT (equiv. Bourns SRP1265A-4R7M) vs. Coilcraft XAL1510-472

Gezeigt sind hier die Leerlaufverluste im Pulse-Skip-Mode für 230kHz und 350kHz. Es ist nun nämlich so, dass die XAL1510 bei 350kHz in FCC weniger Wärmeverluste aufweisen als bei 230kHz. Im Leerlauf und Pulse-Skip verhält es sich andersherum.

In Zahlen ausgedrückt heisst das, XAL1510-472 und Vin=10V in FCC bei

230kHz: 73°C; Pv_gesamt: 7650mW; Pv_phase: 1912mW
350kHz: 64°C; Pv_gesamt: 5850mW; Pv_phase: 1462,5mW
535kHz: 70°C; Pv_gesamt: 7670mW; Pv_phase: 1917,5mW

Drosselstromripple diL (Vin=10V), rechnerisch für

230kHz: 7.62A(pkpk)
350kHz: 5.00A(pkpk)
535kHz: 3.27A(pkpk)

Der Sweepspot liegt etwas unterhalb 350kHz, im Bereich 320-335kHz - 350kHz kann man aber "hart verdrahten". Die Gesamtverluste im Leerlauf bei 350kHz im Vergleich zu 230kHz knapp 2W. Unter 230kHz wird es immer schlechter -> klar, Stromripple steigt. Für Frequenzen größer 350kHz steigen die Verluste wieder, hierbei dominieren dann wohl die Schaltverluste. FETs mit geringerer Qg wären da wohl im Vorteil, z.B. nach E-Tobi die Infineon CoolMos 5.

Der Umstieg von 4u7 auf 6u8 bringt hier sicher nochmal Vorteile, der Stromripple verringtere sich damit um weitere 40%.

Hier die Ergebnisse für Pulse-Skip-Mode im Leerlauf, die angegebenen Verluste beziehen sich auf das komplette Board, also 4 Phasen kombiniert. Für Werte pro Phase ist das Ergebnis durch n=4 zu teilen:

Pulse PA4343.472NLT bei 230kHz:
   

Coilcraft XAL1510-472 bei 230kHz:
   

Vergleich von Pulse PA4343.472NLT und Coilcraft XAL1510-472 bei 230kHz:
   

Nun die Coilcraft XAL1510-472 bei 350kHz:
   

Vergleich der Coilcraft XAL1510-472 bei 230kHz und 350kHz:
   

Interpretation:

Die Coilcraft XAL1510-472 hat offensichtlich geringere (Kern)verluste als die Pulse PA4343.472NLT - für Pulse-Skip-Mode. Die Verluste für 350kHz sind höher als bei 230kHz - in wieweit sich das zwischen FETs und Drossel aufteilt ist nicht bekannt. Es gibt einen Sweepspot an dem der Ruhestrom minimal wird. (gemessen bei Vin=10V) Hierbei ergibt sich auch der geringste Temperaturanstieg.

Für den Li-Ion Spannungsbereich von 28-42V ergeben sich hierbei keine Nachteile bei Verwendung der höheren Schaltfrequenz. Im SLA-Bereich von 9-14V liegen die Verluste 25% höher bei 350kHz, pro Phase ein Mehr von 50mW.