汽车电子产品中，开关频率“谁”说了算？

近年来，汽车的驾驶乐趣已不仅局限于操控感，也与其娱乐化，自动化，智能化有着密切的关联。

从娱乐化的角度来说，从传统的指针式仪表过渡到数字液晶仪表，又或是HUD，传统的导航屏到现如今可以支持CAR Play的娱乐导航系统。从自动化的角度来说，配备了很多的雷达与摄像头传感器，让车辆有了更深层次的感知。

从智能化的角度来说，配备了语音智能，让驾驶者只需动动嘴皮，便可实现一番操作。

娱乐化，自动化，智能化都需要车载电子化来实现。因此，电源的需求随着汽车电子化的需求日益增多，同样开关电源的数量也相应增加。

对于开关电源，工程师们对开关频率的选择多多少少经历过迷茫，按照经验值选定了之后，通常发现有部分的性能仍不能满足，然后再对电源外围器件进行后期加工。

关于DCDC的开关频率选择，从外围器件的选型角度来看，有以下几点值得关注：

开关电源方案尺寸的缩减

上图可见，以5A的buck电路为例，显然，开关频率的推高，可以大幅缩减电源外围器件的尺寸。当频率从50kHz提升到2MHz时，功率电感的选型可从绕线式直插电感到贴片电感，再到塑封薄型电感，电感的直流阻抗也越来越小。同样，电容的选型从电解电容到陶瓷电容，1210或是1206封装，电容的ESR也越来越小。

开关电源的纹波参数：

以Buck电路为例，通常电源的纹波参数可以参考上述的设计指标为例，假设所要求的纹波大小分别为：电感电流纹波为40%，输入电容纹波10mV和输出电容纹波100mV。

那么，针对12V转3.3V@2A，24V转5V@5A的工况中，所需要的功率电感，输入&输出电容如下柱状图所示。

开关电源的效率 & 损耗：

对于外围电感来说，开关频率抬高后，外围电感不光在尺寸上有所减小，DCR的损耗也大幅降低，如下图所示。

对于同步Buck来说，除了电感的DCR损耗，还包含电感的AC损耗和IC内部MOS的导通损耗，开关损耗和驱动损耗。下图是基于MPQ4572 (Sync-buck, 65V@2A) 评估板所测试的一些数据，评估了不同开关频率下的效率曲线与损耗构成。

开关频率除了影响到外围器件选型，与下述几点也有着密不可分的关系。

芯片的温升情况

最小导通/关断时间限制对占空比的限制

开关频率对EMC/EMI的影响

这关联究竟是有多密不可分呢？

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