Частота переключения импульсных источников питания может представлять собой фиксированную величину, иметь возможность регулировки или синхронизироваться с внешним источником тактирования. Значение частоты во многом определяет размеры и, как следствие, стоимость используемых при построении устройства компонентов — катушек индуктивности и конденсаторов. В настоящее время существует тенденция, направленная, главным образом, на создание компактных и недорогих источников питания.

Частота переключения преобразователей, используемых для построения источников питания, как правило, указана в документации с достаточно большим запасом. Например, микросхема монолитного понижающего преобразователя ADP2386 может иметь отклонение частоты переключения на уровне ±10% от установленного значения. Другие аналогичные микросхемы и вовсе могут иметь погрешность ±20% или даже больше. Если взять в качестве частоты переключения значение 600 Гц, то ADP2386 будет гарантированно работать в диапазоне 540−660 кГц (рис. 1).

Возможное изменение частоты переключения в 20% должно быть в обязательном порядке принято во внимание при проектировании высокоточных схем, поскольку от ее значения, в частности, зависит величина пиковых токов, проходящих через катушку индуктивности. Пульсации тока на катушке в свою очередь порождают пульсации напряжения на выходе источника.
На рис. 2 показано влияние частоты переключения преобразователя на пульсации тока в катушке индуктивности. Номинальная частота переключения (600 кГц) отображена синим цветом, минимальная (540 кГц) — фиолетовым, а максимальная (660 кГц) — зеленым. Таким образом, при установке частоты переключения 600 кГц и с учетом погрешности 10% мы можем иметь на катушке индуктивности пульсации тока величиной как 1,27 А (540 кГц.), так и 1,05 А (660 кГц). В результате мы получаем разброс пульсаций тока на катушке величиной 220 мА во всем диапазоне температур.

Разброс пульсаций тока необходимо учитывать и при установке ограничений во время построении схемы источника питания. Пиковые значения пульсаций должны быть достаточно низкими, чтобы во время нормальной работы устройства не срабатывала защита по току. Также следует обратить внимание, что в описанном выше примере не были учтены возможные изменения номиналов катушек индуктивности и конденсаторов.
Пульсации тока на катушке индуктивности порождают пульсации выходного напряжения источника (рис. 3). Как нетрудно заметить, при частоте 600 кГц величина пульсаций составляет 4,41 мВ, однако при 540 кГц данное значение увеличивается до 5,45 мВ, а при 660 кГц наоборот уменьшается до 3,66 мВ.

В приведенном примере рассматривается изменение только одного параметра схемы — частоты переключения преобразователя. На практике же существует множество других переменных, например, значения емкости конденсаторов и индуктивности катушек, что также необходимо учитывать при построении устройства. На данные величины значительно влияет и изменение температуры. С другой стороны, для упрощения расчета можно принять за истину
то, что реальное изменение частоты никогда не достигнет предельных ±10%, что, как правило, подтверждается и на практике, где значение данной величины колеблется около центра рабочего диапазона. Для систематического рассмотрения всех динамически меняющихся переменных в источнике питания прекрасно подойдет метод Монте-Карло. Согласно данному методу, вариации различных компонентов и переменных взвешиваются в соответствии с вероятностью их возникновения и взаимосвязи. Анализ методом Монте-Карло можно выполнять с помощью свободно распространяемого программного обеспечения для моделирования, такого как LTspice от компании Analog Devices.