Силовая электроника (СЭ) стала неотъемлемой принадлежностью носимых и бытовых устройств батарейного питания. Эти устройства прошли длительный путь развития и отражены в многочисленных работах, например, в [1–3]. Развитие СЭ тесно связано с переходом от использования полупроводниковых приборов на основе кремния к приборам на основе карбида кремния и нитрида галлия, которые повысили частоту преобразования напряжения свыше 100 кГц [4, 5]. Повышение частоты преобразования привело к бурному развитию и миниатюризации преобразователей напряжения, частоты, отраженных в [6, 7].
Широкое применение на транспорте в виде частотного электропривода и в электроэнергетике для мощных и высоковольтных преобразователей напряжения передач и вставок постоянного тока описано в [8–10]. Управление и питание как маломощных низковольтных устройств, так и высоковольтных устройств большой мощности стало возможным на основе применения контроллеров DC/DCконверторов, описанию топологии и свойств которых посвящена настоящая статья.
Максимальное значение КПД импульсных преобразователей (ИП) теоретически не ограничено, но из-за наличия потерь на неидеальность элементной базы действительное значение КПД импульсных преобразователей находится на уровне 98…99%.
При расчете КПД импульсного преобразователя следует учитывать также затраты энергии на работу схемы управления. Известны два метода управления: по напряжению (рис. 1) и по току (рис. 2), в которых для обеспечения выходного напряжения необходимого качества требуется значительное количество узлов. Для ИП малой мощности ток потребления узлов управления может оказаться соизмеримым с током нагрузи. На рис. 1 и 2 принимаются следующие обозначения: Vref – уставка; Vramp – развертка; Verror – ошибка; Vswitch – переключения. При малой мощности конвертора достаточно большое число элементов на схеме рис. 5 и путей утечки тока может дать значительные потери. Эти потери складываются из токов утечки входных и выходных цепей.