選用組件（導通狀態(tài)下零壓降和零開關電源損耗）時，降壓轉(zhuǎn)換器的功率為100%。而實際上，功耗一直與每個功率元件相關聯(lián)。SMPS中有兩種類型的損耗：直流傳導損耗和溝通開關電源損耗。
降壓轉(zhuǎn)換器的傳導損耗首要來自于晶體管Q1、二極管D1和電感L在傳導電流時產(chǎn)生的壓降。為了簡化評論，傳導損耗計算中忽略電感電流的溝通紋波。假設MOSFET用作功率晶體管，MOSFET的傳導損耗等于IO2 ? RDS(ON) ? D，其間RDS(ON)是MOSFET Q1的導通電阻。二極管的傳導功率損耗等于IO ? VD ? (1 – D)，其間VD是二極管D1的正向壓降。電感的傳導損耗等于IO2 ? R DCR，其間R DCR是電感繞組的銅電阻。因而，降壓轉(zhuǎn)換器的傳導損耗約為：
例如，12V輸入、3.3V/10AMAX輸出降壓電源可使用以下元件：MOSFET RDS(ON) = 10mΩ，電感RDCR = 2 mΩ，二極管正向電壓VD = 0.5V。因而，滿負載下的傳導損耗為：
假設只考慮傳導損耗，轉(zhuǎn)換器功率為：
上述剖析顯現(xiàn)，續(xù)流二極管的功率損耗為3.62W，遠高于MOSFET Q1和電感L的傳導損耗。為進一步進步功率，ADI公司建議可將二極管D1替換為MOSFET Q2，如圖9所示。該轉(zhuǎn)換器稱為同步降壓轉(zhuǎn)換器。Q2的柵極需求對Q1柵極進行信號互補，即Q2僅在Q1關斷時導通。同步降壓轉(zhuǎn)換器的傳導損耗為：
圖9.同步降壓轉(zhuǎn)換器及其晶體管柵極信號
假設10mΩ RDS(ON) MOSFET也用于Q2，同步降壓轉(zhuǎn)換器的傳導損耗和功率為：
上面的示例顯示，同步降壓轉(zhuǎn)換器比傳統(tǒng)降壓轉(zhuǎn)換器更高效，特別適用于占空比小、二極管D1的傳導時刻長的低輸出電壓運用。
溝通開關電源損耗
除直流傳導損耗外，還有因運用不抱負功率元件導致的其他溝通/開關電源相關功率損耗：
1. MOSFET開關電源損耗。實在的晶體管需求時刻來導通或關斷。因此，在導通和關斷瞬變過程中存在電壓和電流堆疊，然后發(fā)生溝通開關電源損耗。圖10閃現(xiàn)同步降壓轉(zhuǎn)換器中MOSFET Q1的典型開關電源波形。頂部FET Q1的寄生電容CGD的充電和放電及電荷QGD決議大部分Q1開關電源時刻和相關損耗。在同步降壓轉(zhuǎn)換器中，底部FET Q2開關電源損耗很小，由于Q2總是在體二極管傳導后導通，在體二極管傳導前關斷，而體二極管上的壓降很低。但是，Q2的體二極管反向恢復電荷也或許添加頂部FET Q1的開關電源損耗，并發(fā)生開關電源電壓響鈴和EMI噪聲。公式(12)閃現(xiàn)，操控FET Q1開關電源損耗與轉(zhuǎn)換器開關電源頻率fS成正比。準確核算Q1的能量損耗EON和EOFF并不簡略。
圖10.降壓轉(zhuǎn)換器中頂部FET Q1的典型開關電源波形和損耗
2. 電感鐵損PSW_CORE。真實的電感也有與開關電源頻率相關的交流損耗。電感交流損耗首要來自磁芯損耗。在高頻SMPS中，磁芯材料可能是鐵粉芯或鐵氧體。一般來說，鐵粉芯微豐滿，但鐵損高，而鐵氧體材料劇烈豐滿，但鐵損低。鐵氧體是一種相似陶瓷的鐵磁材料，其晶體結(jié)構(gòu)由氧化鐵與錳或氧化鋅的混合物組成。鐵損的首要原因是磁滯損耗。磁芯或電感制造商一般為電源規(guī)劃人員供給鐵損數(shù)據(jù)，以估量交流電感損耗。
3. 其他交流相關損耗。其他交流相關損耗包含柵極驅(qū)動器損耗PSW_GATE（等于VDRV ? QG ? fS）和死區(qū)時刻（頂部FET Q1和底部FET Q2均關斷時）體二極管傳導損耗（等于(ΔTON + ΔTOFF) ? VD(Q2) ? fS）。
總而言之，開關電源相關損耗包含：
一般，結(jié)算開關電源相關損耗并不簡略。開關電源相關損耗與開關電源頻率fS成正比。在12VIN、3.3VO/10AMAX同步降壓轉(zhuǎn)換器中，200kHz – 500kHz開關電源頻率下的交流損耗約導致2%至5%的功率丟失。因此，滿負載下的總功率約為93%，比LR或LDO電源要好得多。能夠削減將近10倍的熱量或尺度。
