Eficiencia de un SMPS

¿Qué no entiendes?

La eficiencia es simplemente una función de la relación de apagado y apagado.

Una fuente de alimentación de modo conmutado que consume 5W y suministra 4W de potencia de salida tiene una eficiencia del 80% (\ $ \ frac {4} {5} = 0.8 \ \ $).

Un regulador lineal generalmente tiene una eficiencia muy pobre. Tomemos, por ejemplo, un regulador lineal que está produciendo 5V desde una fuente de 12V, con 1A de drenaje:
\ $ P_ {in} = 12V * 1A = 12W \ $
\ $ P_ {out} = 5V * 1A = 5W \ $
\ $ \ text {Eficiencia} = \ frac {5W} {12W} = 0.4166 ... = ~ 41.6 \% \ $

^{_{Estoy ignorando el consumo de energía del regulador aquí, ya que será pequeño en proporción a la potencia general.}}

¡Ay! 40% de eficiencia! Eso es terrible. También significa que el otro ~ 60% de la potencia (7 vatios) se disipará como calor, por lo que necesitará un gran disipador de calor para deshacerse del calor residual.

Ahora, la mayoría de los conmutadores tienen eficiencias en el rango del 70-90%. Veamos el convertidor de 12V-5V anterior con un conmutador eficiente al 80%.

\ $ P_ {out} = 5V * 1A = 5W \ $
\ $ P_ {in} = P_ {out} * \ frac {1} {0.8} = 6.25W \ $
\ $ I_ {in} = \ frac {6.25W} {12V} = ~ 0.52A \ $

Bueno, ya que la eficiencia ha aumentado, la corriente consumida en nuestra entrada es ahora menor que la corriente que sale de la salida. Esto es posible porque, recuerde, la energía se conserva (menos las pérdidas de eficiencia), no la corriente o el voltaje.

También puede ver que la disipación en el convertidor de modo conmutado es de solo 1.25W (\ $ P_ {in} - P_ {out} = \ text {dissipation} \ $).