Втрати та ККД понижуючого регулятора (схема 1)

Через обмотку дроселя проходить тільки постійна складова струму, тобто І_d. Втрати у відкритому стані електронних приборів та втрати в дроселі дорівнюють:

(6.1)

Прийнявши опір ключа та діода за час провідного стану рівними (r_S=r_VD=r), запишемо втрати DP_вкл простіше:

.

(6.2)

Як вже було сказано, під час розрахунку втрат на переключення діод вважається неінерційним прибором на відміну від транзистора (ключа). Таке припущення знижує розрахункові втрати по відношенню до втрат у реальній схемі, не показує вплив наскрізного струму в ключі та діоді в реальних пристроях під час переключення, але дозволяє достатньо просто показати якісну картину динамічних втрат у регуляторі. Процеси під час включення ключа та його виключення у схемі 1 з урахуванням вказаного допущення показані на рис. 6.2,а,б.

а) б)

Рис. 6.2.Процеси включення (а) та виключення (б) ключа в схемі 1

Втрати на переключення дорівнюють середній потужності, яка розсіюється в ключі за час його включення та виключення:

(6.3)

Приймаючи час включення рівним часу виключення й враховуючи регулювальну характеристику розглядуваного регулятора, отримаємо:

.

(6.4)

Останнє співвідношення показує, що зі зменшенням коефіцієнту заповнення, тобто з ростом вхідної напруги, втрати на переключення зростають.

Визначимо ККД схеми 1, використовуючи (6.2) та (6.4):

(6.5)

Співвідношення (6.5) показує, що енергетично вигідно використовувати понижуючу схему 1 для значень g близьких до одиниці.