DC-DCコンバータの電力変換効率の求め方

質問

題名の通り、
「DC-DCコンバータの電力変換効率の求め方」
を教えていただきたく投稿させていただきました。

一般的に効率**%などと表示されているものは
どのような試験法にて測定しているのでしょうか？

例えば
入力瞬時電圧　V_in
入力瞬時電流　I_in
出力瞬時電圧　V_out
出力瞬時電流　I_out
と定義します。

効率は
V_out*I_out/V_in*I_in
となると思います。
このままだと瞬時値のままですよね？

そこで、各電圧・電流を実効値に
変換してから電力を求め、
出力電力/入力電力を計算するのでしょうか？

それとも瞬時値を掛け算して各電力を
瞬時値で求め、それを実効値或いは平均値などに
変換した後に、出力電力/入力電力を
計算するのでしょうか？

少し分かりにくい質問で申し訳ございませんが
どうか宜しくお願い致します。

回答No.4

foobar · ベストアンサー

入力電圧が綺麗な直流で、入力電流に大きなリプルがあるなら、
入力電流の平均値で入力(平均)電力を計算して、効率を算定すればOKかと思います。

(もちろん、入出力で電圧、電流の瞬時値どうしを掛算して瞬時電力を計算し、瞬時電力の平均値(平均した入出力電力)から効率を計算しても良い(電圧も電流も大きく変動しているようなら、こうせざるを得なくなります。)ですが、電流の平均値使って計算したものと結果は一致するかと)

回答No.3

angkor_h

逆に質問しますが、
入出力電圧電流を「瞬時」としているのはなぜでしょうか?
DC-DCとは入出力共に直流と言う意味で、「瞬間値」は存在しません。
違うものをさしているのでしょうか?

効率は、出力電力÷入力電力です。
入出力共に直流なので、それぞれの電圧電流の積で比を求めれば計算できます。

「瞬時」と言うのが出力電流が違う場合と言うのであれば、それはDC-DCコンバータのデータシートをみれば、出力電力対効率のカーブがみられると思います。

うたい文句の「最大効率」とはこのカーブの最大効率で有り、
公称値の効率と言うのは定格(最大連続)出力時でです。

お礼

ご回答ありがとうございます。

すみません、私の説明不足でした。
入力(平滑?)インダクタの値を小さくしているため、
入力電流に大きなリプルが存在します。
(三角波の状態です)

質問文が分かりにくくて本当に
申し訳ございませんでした。

回答No.2

foobar

通常はある動作点(例えば定格電流/定格電圧を出力しているとき)で定常運転しているときの、電圧、電流の平均値で処理しているかと。

DC-DCなので、必要なのは電圧や電流の直流成分(平均)であること、
電圧もしくは電流の一方が充分安定(リプルが小さい)なら、電流や電圧の変動成分の影響が小さい(変動成分による平均電力がほぼ0)
ですから。

お礼

いつもお世話になります。
そうですね、電圧・電流に全くリプルが
なければそのまま計算すればいいんだと思います。

現在大学の研究にて扱っていまして、
入力インダクタを小さくしているため
入力電流にだけ大きなリプルが存在します。
(説明不足ですいません・・・。)

この入力電流の平均値を計算してから
効率を求めればいいんですよね？

回答No.1

nrb

DC-DCコンバータの電力変換効率

は　出力電力÷入力電力＝電力変換効率
です

通常はDC-DCコンバータの最大定格（連続の）を測定します

とうぜん最大定格より低くなると効率は落ちますので

表示は　変換効率　○○％以下（最大定格時）
の表示が多い思いますね

当然電力が変動すれば効率は変動しますが
そこまでは測定はして無いと思いますよ

お礼

なるほど、最大定格のことだったんですね。
参考になりました。
ありがとうございました。