Switchfrekvens

Switchfrekvens is de frequentie waarmee de schakelaar in een schakeling met vermogenselektronica, zoals een DC-DC-omzetter of schakelende voedingsbron, aan en uit gaat om energie over te dragen. Deze parameter bepaalt hoe vaak per seconde de omzetter energie levert aan de belasting.

Een hogere switchfrekvens maakt kleinere magnetische componenten (spoelen en transformatoren) en compactere filters mogelijk, wat leidt tot een kleiner en lichter ontwerp en snellere respons. Daar staat tegenover dat hogere frequenties leiden tot hogere schakelverliezen en meer elektromagnetische interferentie (EMI). Een lagere frequentie reduceert schakelverliezen en EMI, maar vereist grotere magnetische onderdelen en vaak grotere filters, wat het formaat en de kost verhoogt.

Typische waarden liggen voor veel moderne SMPS tussen circa 20 kHz en enkele honderd kHz; sommige high‑end of gespecialiseerde topologieën opereren in de hogere MHz‑range. Bij constancy van regelstrategie kan de switchfrekvens vast zijn (vaste-frequentie PWM), of variëren met belasting (variabele frequentie of hysterese-regeling). Er zijn ook topologieën die specifieke regelsystemen gebruiken waarbij f_sw samen met de duty cycle de uitgangsstabiliteit beïnvloeden.

Bij ontwerp en evaluatie wordt de feitelijke switchfrekvens gemeten met een oscilloscoop en geschikte probes, waarbij rekening wordt gehouden met jitter en meetinvloeden. De keuze van f_sw verandert de tradeoffs tussen efficiëntie, warmtebeheer en EMI en bepaalt samen met de duty cycle de respons en de grootte van de aanvaardbare magnetische elementen.

Samengevat is switchfrekvens een kernparameter die formaat, kosten, rendement en EMI van vermogenselektronica sterk beïnvloedt.