Växlingsfrekvens

Växlingsfrekvens är den frekvens med vilken en elektronisk switch växlar mellan olika tillstånd i en krets, vanligt inom switchande kraftomvandlare som SMPS och motorstyrningar. Frekvensen mäts i hertz (Hz) och uppkommer ofta som en följd av styrmetoder som pulsbreddsmodulering (PWM) eller andra regleralgoritmer.

Syftet med att använda hög växlingsfrekvens i kraftomvandlare är att minska storleken på magnetiska komponenter såsom spolar och filterkondensatorer. Ju högre frekvens desto mindre energilagring behövs per cykel, vilket möjliggör mindre och billigare filter och ofta högre energikompabilitet i små produkter som laddare och datorväxlar.

Samtidigt innebär en högre växlingsfrekvens ökade switchingförluster och elektromagnetisk störning (EMI). Detta kräver bättre kylning, noggrann EMC-design och ofta dyrare komponenter. Därför är växlingsfrekvensen ofta ett resultat av en avvägning mellan effektivitet, kostnad och storlek. I praktiken väljs frekvens baserat på krav på effekt, vikt, pris och kylning samt ljud- och vibrationskänslighet i tillämpningen.

Vanliga frekvensområden är ungefär 100 kHz till 1–2 MHz i moderna SMPS och datorrelaterade omvandlare, medan motorstyrningar ofta använder lägre frekvenser för att undvika obehagligt ljud och vibrationer, även om nyare tekniker möjliggör högre frekvenser. Växlingsfrekvensen regleras vanligtvis av regleralgoritmen och påverkas av last, ingångsspänning och temperatur. Den kan mätas med oscilloskop och spektrumanalys.