에너지 변환 시스템은 에너지 소비가 있어야 합니다. 실제 응용 분야에서 100% 변환 효율을 얻을 수는 없지만 고품질 전원 공급 장치는 95%에 가까운 매우 높은 수준의 효율에 도달할 수 있습니다. 대부분 전력 IC의 작동 효율은 특정 작동 조건에서 측정할 수 있으며 이러한 매개변수는 데이터 시트에 나와 있습니다.
스위칭 소자의 손실 MOSFET 전도 손실 MOSFET과 다이오드는 전력 소모를 일으키는 주요 요인입니다. 관련 손실은 주로 전도 손실과 스위칭 손실의 두 부분으로 구성됩니다. MOSFET과 다이오드는 스위칭 소자이며, 켜지면 전류가 루프를 통해 흐릅니다.
장치가 켜지면 전도 손실은 MOSFET의 온 저항(RDS(ON))과 다이오드의 순방향 전도 전압에 의해 결정됩니다.MOSFET의 전도 손실(PCOND(MOSFET))은 켜질 때 MOSFET의 온 저항 RDS(ON), 듀티 사이클(D) 및 평균 전류(IMOSFET(AVG))의 곱과 거의 같습니다.PCOND(MOSFET)(평균 전류 사용)=IMOSFET(AVG)² × RDS(ON) × D 위의 방정식은 SMPS의 MOSFET 전도 손실에 대한 근사값을 제공하지만 전류가 선형적으로 램프될 때 소모되는 전력이 평균 전류에서 계산된 소모 전력보다 크기 때문에 회로 손실에 대한 추정치일 뿐입니다. "피크" 전류의 경우 더 정확한 계산 방법은 전류의 피크와 밸리 사이의 전류 파형의 제곱을 적분하여 추정치를 얻는 것입니다. 다음 방정식은 간단한 I² 항을 IP와 IV 사이의 전류 파형 I²의 적분으로 대체하여 손실을 보다 정확하게 추정합니다. PCOND(MOSFET)=[(IP3 - IV3)/3] × RDS(ON) × D=[(IP3 - IV3)/3] × RDS(ON) × VOUT/VIN 여기서 IP와 IV는 각각 전류 파형의 피크와 밸리에 해당하며 그림 3과 같습니다. MOSFET 전류는 IV에서 IP로 선형적으로 상승합니다. 예를 들어, IV가 0.25A, IP가 1.75A, RDS(ON)이 0.1Ω, VOUT이 VIN/2(D=0.5)인 경우 평균 전류(1A)를 기반으로 한 계산은 다음과 같습니다. PCOND(MOSFET)(평균 전류 사용)=12 × 0.1 × 0.5=0.050W 파형 적분을 사용한 보다 정확한 계산은 다음과 같습니다. PCOND(MOSFET)(전류 파형 적분을 사용하여 계산)=[(1.753 - 0.253)/3] × 0.5=0.089W 또는 약 78%로 평균 전류를 기반으로 계산된 결과보다 높습니다.
피크-평균 비율이 작은 전류 파형의 경우 두 계산의 차이가 작고, 평균 전류를 사용한 계산으로 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
