¿Es la reducción más eficiente cuando los voltajes ya están más juntos?

No, no realmente, dentro de los límites. Todos sus voltajes son lo suficientemente bajos como para que no sea necesario utilizar técnicas y piezas especiales de "alto voltaje". Con solo 7,2 V de entrada, debe pensar detenidamente para asegurarse de que el interruptor se pueda encender por completo. Eso significa obtener un FET con requisitos de voltaje de compuerta bajos o generar un voltaje más alto.

Para un convertidor reductor, lo mejor es probablemente cuando el voltaje de salida es la mitad del voltaje de entrada. Eso minimiza los pulsos cortos en cualquier lado ya que el ciclo de trabajo será del 50%, al menos en modo continuo.

Otra parte que afecta la eficiencia es el voltaje de salida en sí mismo. Con una salida de 5 V, incluso la caída en un diodo Schottky es significativa. Por lo tanto, la rectificación síncrona es importante si está tratando de impulsar la eficiencia.

En general, prefiero tener 12 V que 7,2 V como entrada para un conmutador reductor que tiene que generar 5 V. Sin embargo, ambos pueden usarse de manera bastante eficiente. No hay una preferencia fuerte, especialmente si está utilizando un chip convertidor de dinero estándar. En ese caso, solo obtenga un chip diseñado para el rango de voltaje, con la eficiencia que desea.

Como Ali80 señala en su respuesta, esto supone una rectificación síncrona, que ahora incluyen muchos chips estándar. Si no, las pérdidas del diodo dominan y cuanto menor sea el voltaje de entrada, mejor. Vea la respuesta de Ali para más detalles.

Con la rectificación síncrona, seguirá existiendo cierta preferencia por un voltaje de entrada más alto o más bajo. Por lo general, esto no importa mucho, por lo que dije "realmente no" en la primera oración. Si este nivel de detalle es importante para usted, debe leer detenidamente la hoja de datos de cualquier parte que esté usando y comparar las hojas de datos cuidadosamente para decidir qué parte usar en primer lugar.

Tiene tres fuentes principales de pérdida de energía en la topología reductora:

1. pérdida de conducción del inductor y pérdida de conmutación
2. pérdida de conducción y pérdida de conmutación mosfet
3. pérdida de conmutación de diodo y pérdida de conducción

La pérdida resistiva del inductor es bastante constante, pero la pérdida del núcleo del inductor aumenta si aumentamos el voltaje de entrada (aunque es insignificante en comparación con otras pérdidas).

Si aumentamos el voltaje de entrada, los tiempos de conmutación del mosfet aumentan (tiempo de subida y caída) y, por lo tanto, aumentan las pérdidas de conmutación en el mosfet, aunque no afecta la pérdida de conmutación del diodo si asumimos el modo de conducción continua.

Entonces, lo que nos queda son las pérdidas de conducción de mosfet y diodo, los mosfet son generalmente mejores para conducir y tienen pérdidas mucho menores (es por eso que en algunos convertidores reductores de voltaje de salida bajo de alta eficiencia usamos mosfet en lugar del diodo de salida para la rectificación). tenemos que elegir entre mosfet y diodo para conducir más, mosfet es obviamente una mejor opción, al aumentar el voltaje de entrada generalmente disminuimos el tiempo de conducción de mosfets y aumentamos el tiempo de conducción de diodos y eso tampoco es bueno para la eficiencia

Por lo tanto, el voltaje de entrada más bajo generalmente es mejor para la eficiencia. Aquí están las curvas de eficiencia para TPS54340 de TI:

Cuando los voltajes están más juntos, el interruptor Buck tiene un ciclo de trabajo mayor y, por lo tanto, más pérdida de conducción simplemente porque pasa más tiempo conduciendo. Cuando tiene un voltaje de entrada grande mientras mantiene V Out igual, las pérdidas de conmutación aumentan. Con voltajes de entrada bajos, el mosfet en la resistencia será bajo y las posibles pérdidas de conmutación también serán bajas, por lo que no notará una gran diferencia de eficiencia. V in . Implementé un esquema de reducción de pérdida de conmutación para preservar la eficiencia a alta V in . Recuerde que las pérdidas de conmutación son una función del voltaje pico y la corriente pico al encender y apagar . Además, a medida que V in aumenta, la bobina trabaja más porque el la corriente y, por lo tanto, el flujo aumenta más rápido. En su aplicación, la bobina debería estar bien.

Las caídas de voltaje en los componentes que importan (interruptor y diodo) son más o menos constantes, por lo tanto, hay menos pérdidas proporcionalmente hablando (lo que está directamente relacionado con la eficiencia) cuando el voltaje de entrada es más alto. Por lo tanto, no, la eficiencia cae cuando se usa un voltaje de entrada más bajo.