Методики уменьшения основных потерь
Любой импульсный источник питания с ШИМ, разработанные без применения каких-либо экстраординарных методов управления потерями, будет показывать КПД. Для импульсных источников питания, для которых не проблема избавиться от перегрева (например, некоторые автономные приложения), вышеупомянутые значения КПД вполне приемлемыми. Для переносных приложений и оборудования, которое должно быть небольшим по размеру, следует обеспечивать значительно более высокий КПД. Для увеличения общего КПД источника питания можно использовать несколько методик.
Как было отмечено в разделе 4.1, основные типы потерь — это потери на элек¬тропроводимость и потери переключения. Вопрос с потерями на электропроводимость решается путем выбора лучшего ключа или выпрямителя с более низким напряжением проводимости. Для снижения потерь на электропроводность выпрямителя можно использовать синхронный выпрямитель, но лишь в прямоходовых топологиях, за исключением дискретных повышающих преобразователей. Синхронный выпрямитель увеличивает КПД источника питания на 1-6%, в зависимости от среднего рабочего цикла источника. Для дальнейших улучшений следует применять другие методики.
Внутри импульсного источника питания потери переключений оказываются более значимыми при высоких уровнях входного или выходного напряжения (более 20 VDC). Падения прямого напряжения выпрямителя менее значительны в сравнении с входным или выходным напряжением. Мгновенное произведение напряжения и тока в переходных процессах переключения пропорционально как напряжению, так и току.
Внутри любого импульсного источника питания потери переключений происходят в двух эквивалентных узлах: на стоке (или коллекторе) ключа(чей) мощности и на аноде выходного выпрямителя(лей). Это — единственные узлы переменного тока в любом типе импульсного источника питания с ШИМ. В топологиях без изолирующего трансформатора эти узлы физически представляют собой один узел, в котором коллектор (или сток) ключа напрямую соединен с анодом выходного выпрямителя. Внутри топологий с изолирующим трансформатором рассматриваемые два узла отделены друг от друга трансформатором и обрабатываются немного иначе.