Sistem konversi energi harus memiliki konsumsi energi. Meskipun efisiensi konversi 100% tidak dapat diperoleh dalam aplikasi praktis, catu daya berkualitas tinggi dapat mencapai tingkat efisiensi yang sangat tinggi, mendekati 95%. Efisiensi pengoperasian sebagian besar IC daya dapat diukur dalam kondisi pengoperasian tertentu, dan parameter ini diberikan dalam lembar data.
Kerugian perangkat switching Kerugian konduksi MOSFET MOSFET dan dioda merupakan faktor utama yang menyebabkan konsumsi daya. Kerugian terkait terutama mencakup dua bagian: kerugian konduksi dan kerugian switching. MOSFET dan dioda merupakan elemen switching, dan arus mengalir melalui loop saat dihidupkan.
Ketika perangkat dihidupkan, rugi konduksi ditentukan oleh resistansi aktif (RDS(ON)) dari MOSFET dan tegangan konduksi maju dari dioda. Rugi konduksi (PCOND(MOSFET)) dari MOSFET kira-kira sama dengan hasil kali resistansi aktif RDS(ON), siklus kerja (D) dan arus rata-rata (IMOSFET(AVG)) dari MOSFET ketika dihidupkan.PCOND(MOSFET) (menggunakan arus rata-rata)=IMOSFET(AVG)² × RDS(ON) × D Persamaan di atas memberikan perkiraan rugi konduksi MOSFET dalam SMPS, tetapi itu hanya perkiraan rugi rangkaian karena daya yang dihamburkan ketika arus dinaikkan secara linier lebih besar daripada daya yang dihamburkan yang dihitung dari arus rata-rata. Untuk arus "puncak", metode perhitungan yang lebih akurat adalah dengan mengintegrasikan kuadrat bentuk gelombang arus antara puncak dan lembah arus untuk mendapatkan estimasi. Persamaan berikut memberikan estimasi kerugian yang lebih akurat, mengganti suku I² sederhana dengan integral bentuk gelombang arus I² antara IP dan IV. PCOND(MOSFET)=[(IP3 - IV3)/3] × RDS(ON) × D=[(IP3 - IV3)/3] × RDS(ON) × VOUT/VIN Di mana IP dan IV masing-masing berkorespondensi dengan puncak dan lembah bentuk gelombang arus, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Arus MOSFET naik secara linear dari IV ke IP. Misalnya, jika IV adalah 0.25A, IP adalah 1.75A, RDS(ON) adalah 0.1Ω, dan VOUT adalah VIN/2 (D=0.5), perhitungan berdasarkan arus rata-rata (1A) adalah: PCOND(MOSFET) (menggunakan arus rata-rata)=12 × 0.1 × 0.5=0.050WA perhitungan yang lebih akurat menggunakan integrasi bentuk gelombang adalah: PCOND(MOSFET) (dihitung menggunakan integrasi bentuk gelombang arus)=[(1.753 - 0.253)/3] × 0.1 × 0.5=0.089W atau sekitar 78%, yang lebih tinggi daripada hasil yang dihitung berdasarkan arus rata-rata.
Untuk bentuk gelombang arus dengan rasio puncak terhadap rata-rata yang kecil, perbedaan antara kedua perhitungan tersebut kecil, dan perhitungan menggunakan arus rata-rata dapat memenuhi persyaratan.
