昇圧コンバータの合計損失 (P_TOTAL) は、デバイスでの損失 (P_IC、ただしパワー MOSFET の損失を除く)、MOSFET の電力損失 (P_Q)、ダイオードの電力損失 (P_D)、インダクタの電力損失 (P_L)、検出抵抗での損失 (P_RS、以下の説明を参照) の和で表すことができます。(P_IC) と (P_Q) の和はコンバータ・デバイスの消費電力で、IC の過剰な温度上昇を防止するため、妥当な範囲内で設計する必要があります。

Equation25.

P_IC は、ゲート駆動損失 (P_G) と、静止電流により発生する損失 (P_IQ) に分割できます。

Equation26.

それぞれの電力損失は、次のように概算されます。

Equation27.

Equation28.

各モードの I_BIAS 値は、LM5157x および LM5158x のデータシートに記載されています。

P_Q は、スイッチング損失 (P_Q(SW)) と、導通損失 (P_{Q (COND)}) に分割できます。

Equation29.

それぞれの電力損失は、次のように概算されます。

Equation30.

t_R と t_F は、内蔵のパワー MOSFET の立ち上がりおよび立ち下がり時間です。I_SUPPLY は、昇圧コンバータの入力電源電流です。

Equation31.

R_DS(ON) は、LM5157x および LM5158x のデータシートに記載されている MOSFET のオン抵抗です。自己発熱による R_DS(ON) の増大を考慮に入れてください。

P_D は、ダイオードの導通損失 (P_VF) と、逆方向回復損失 (P_RR) に分割できます。

Equation32.

それぞれの電力損失は、次のように概算されます。

Equation33.

Equation34.

Q_RR はダイオードの逆方向回復電荷で、ダイオードのデータシートに記載されています。ダイオードの逆方向回復特性は、特に負荷電圧が高いとき、効率に大きな影響を及ぼします。

P_L は、DCR 損失 (P_DCR) と AC コア損失 (P_AC) との和です。DCR はインダクタの DC 抵抗で、インダクタのデータシートで言及されています。

Equation35.

それぞれの電力損失は、次のように概算されます。

Equation36.

Equation37.

Equation38.

ΔI は、ピーク・ツー・ピークのインダクタ電流リップルです。K、α、β はコアに依存する係数で、インダクタの製造業者から提供されます。

LM5157x および LM5158x に実装されている電流検出機能では、検出抵抗と電力損失 P_RS は無視されます。

電力コンバータの効率は、次のように推定できます。

Equation39.