Formules Puissance et rendement

Les formules de puissance et de rendement quantifient la quantité d'énergie qu'un système fournit par rapport à celle qu'il dissipe sous forme de chaleur. Ces calculateurs évaluent le rendement des convertisseurs, les pertes et la dissipation afin que vous puissiez cibler vos budgets thermiques et de batterie. Elles sont essentielles pour concevoir des alimentations qui restent froides et durent longtemps.

Calculateurs de formules Puissance et rendement

Résultat calculé pour chaque formule Puissance et rendement

Formule Expression Résultat calculé
Dissipation d'un Régulateur Linéaire P = (Vin − Vout) × I Input Voltage 3.3 V, Output Voltage 1.55 V, Load Current 20 mA → Power = 35 mW
Rendement η = Pout / Pin Output Power 10 mW, Input Power 22 mW → Efficiency = 45.45 %
Convertisseur Abaisseur Vout = Vin × D Input Voltage 0.726 V, Duty Cycle 2.5 % → Output Voltage = 18.15 mV
Convertisseur Élévateur Vout = Vin / (1 − D) Input Voltage 0.726 V, Duty Cycle 2.5 % → Output Voltage = 0.7446 V
Effet Peukert t = C / I^k Rated Capacity 0.2 Ah, Discharge Current 2 mA, Peukert Exponent 0.025 → t = 0.2336 h
Énergie Après Pertes Eout = Ein × η Input Energy 7.92 kJ, Efficiency 2.5 % → Output Energy = 0.198 kJ
Temps de Charge Solaire t = (Cap × V) / (P × η) Battery Capacity 0.2 Ah, Battery Voltage 0.33 V, Panel Power 10 mW, System Efficiency 2.5 % → Charge Time = 264 h
Sortie Minimale du LDO Vout_min = Vin − Vdrop Input Voltage 0.726 V, Dropout Voltage 10 mV → Min Output Voltage = 0.716 V
Courant d'Entrée du Convertisseur Buck Iin = Iout × Vout / (Vin × η) Output Current 4.4 mA, Output Voltage 0.33 V, Input Voltage 0.726 V, Efficiency 2.5 % → Input Current = 80 mA
Ondulation de Tension de Sortie du SMPS ΔV = Iout × D × (1−D) / (f × C) Voltage Ripple 10 mV, Output Current 2 mA, Duty Cycle 2.5 %, Switching Frequency 100 Hz → Output Capacitance = 48.75 µF
Ondulation de Courant d'Inductance du SMPS ΔI = Vin × D / (f × L) Input Voltage 0.33 V, Duty Cycle 2.5 %, Switching Frequency 100 Hz, Inductance 100 nH → Current Ripple = 0.825 kA
Puissance Triphasée P = √3 × VLL × IL × cos(φ) Line-to-Line Voltage 0.33 V, Line Current 2 mA, Power Factor 0.025 → Total Power = 28.58 µW
Rapport de Spires du Convertisseur Flyback Np/Ns = Vin×D / (Vout×(1−D)) Input Voltage 0.33 V, Duty Cycle 5.5 %, Output Voltage 0.726 V → Turns Ratio (Np/Ns) = 0.02646
Tension de Sortie de Pompe de Charge Vout = N × Vin − N × Vf Multiplier Stage Count 0.025, Input Voltage 0.726 V, Diode Forward Voltage 1.55 V → Output Voltage = -20.6 mV
Rapport Cyclique du Convertisseur Buck-Boost D = Vout / (Vin + Vout) Output Voltage 0.33 V, Input Voltage 0.726 V → Duty Cycle = 31.25 %
Sortie du Convertisseur Forward Vout = Vin × D × N2/N1 Input Voltage 0.726 V, Duty Cycle 2.5 %, Secondary Turns 0.055, Primary Turns 0.118 → Output Voltage = 8.46 mV
Inductance de Filtre d'Entrée SMPS L = Vin / (ΔI × f) Input Voltage 0.33 V, Ripple Current 2 mA, Switching Frequency 100 Hz → Inductance = 1.65 H
Temps Mort de Demi-Pont t_dead = Qgd / Igate Gate-Drain Charge 100 pC, Gate Drive Current 2 mA → Dead Time = 50 ns
Inductance Boost PFC L = Vin² × (Vout − Vin) / (Vout × ΔI × f × Pout) Input Voltage (RMS) 0.33 V, Output Voltage 0.726 V, Max Ripple Current 2 mA, Switching Frequency 100 Hz, Output Power 10 mW → L = 2.97 × 10⁷
Condensateur de Temps de Maintien t = C × (Vmax² − Vmin²) / (2 × P) Bulk Capacitance 100 nF, Max Voltage (charged) 0.33 V, Min Voltage (cutoff) 0.726 V, Load Power 10 mW → Hold-Up Time = -2.091 µs
Perte par Commutation (Contexte Puissance) Psw = 0.5 × V × I × (tr + tf) × f Drain Voltage 0.33 V, Drain Current 2 mA, Rise Time 100 ps, Fall Time 0.22 ns, Switching Frequency 100 Hz → Switching Loss = 1.06 × 10⁻⁵ µW
Sortie CC d'un Redresseur Simple Alternance Vdc = Vpeak / π Peak Voltage 0.726 V → Average DC Voltage = 0.2311 V
Sortie CC d'un Redresseur Pleine Onde Vdc = 2 · Vpeak / π Peak Voltage 0.726 V → Average DC Voltage = 0.4622 V
Sortie de Crête du Redresseur en Pont Vdc = Vpeak − 2 · Vdiode Transformer Peak 0.726 V, Diode Drop 1.55 V → DC Output (peak) = -2.374 V
Facteur d'Ondulation du Redresseur r = √((Vrms/Vdc)² − 1) Output RMS Voltage 3.3 V, Output DC Voltage 1.55 V → Ripple Factor = 1.88
Rendement du Redresseur η = Pdc / Pac DC Output Power 10 mW, AC Input Power 22 mW → Efficiency = 45.45 %
Tension Inverse de Crête (Point Milieu) PIV = 2 · Vpeak Peak Voltage 0.726 V → Peak Inverse Voltage = 1.452 V
Courant d'une Alimentation Capacitive I = 2π · f · C · Vrms Line Frequency 5 Hz, Dropper Capacitor 100 nF, Line Voltage 0.33 V → Supply Current = 1.037 µA
Tension RMS Redressée Simple Alternance Vrms = Vpeak / 2 Peak Voltage 0.726 V → RMS Voltage = 0.363 V
Valeur de l'Inductance Boost L = Vin·(Vout−Vin) / (ΔIL·fs·Vout) Input Voltage 0.33 V, Output Voltage 0.726 V, Ripple Current 100 µA, Switching Frequency 100 Hz → Inductance = 18 H
Courant d'Ondulation de l'Inductance Boost ΔIL = Vin · D / (fs · L) Input Voltage 0.33 V, Duty Cycle 2.5 %, Switching Frequency 100 Hz, Inductance 100 nH → Ripple Current = 0.825 kA
Courant de Crête du Commutateur Boost Ipk = Iout/(1−D) + ΔIL/2 Output Current 4.4 mA, Duty Cycle 2.5 %, Ripple Current 100 µA → Peak Current = 4.563 mA
Condensateur de Sortie Boost Cout = Iout · D / (fs · ΔVout) Output Current 2 mA, Duty Cycle 2.5 %, Switching Frequency 100 Hz, Output Ripple 10 mV → Output Capacitance = 50 µF
Ondulation de Sortie Buck (avec ESR) ΔVout = ΔIL · (ESR + 1/(8·fs·Cout)) Ripple Current 100 µA, Capacitor ESR 0.1 mΩ, Switching Frequency 100 Hz, Output Capacitance 100 nF → Output Ripple = 1.25 V
Pont Diviseur de Rétroaction du Régulateur Vout = Vref · (1 + R1/R2) Reference Voltage 0.726 V, Top Resistor 100 Ω, Bottom Resistor 0.22 kΩ → Output Voltage = 1.056 V
Dissipation de Puissance du LDO (avec Iq) Pd = (Vin − Vout)·Iout + Vin·Iq Input Voltage 0.33 V, Output Voltage 0.726 V, Output Current 100 µA, Quiescent Current 0.22 mA → Power Dissipation = 33 µW
Rendement du LDO (avec Iq) η = Vout·Iout / (Vin·(Iout + Iq)) Output Voltage 0.33 V, Output Current 100 µA, Input Voltage 0.726 V, Quiescent Current 0.22 mA → Efficiency = 14.2 %

Variables utilisées dans les formules Puissance et rendement

  • P — Puissance dissipée sous forme de chaleur (W)
  • Vin — Tension d'entrée (V)
  • Vout — Tension de sortie régulée (V)
  • Iload — Courant de charge (A)
  • η — Rapport de rendement (0 à 1, sans dimension)
  • Pout — Puissance de sortie fournie à la charge (W)
  • Pin — Puissance d'entrée consommée à la source (W)
  • D — Rapport cyclique (0 à 1)
  • t — Autonomie effective en heures (h)
  • C — Capacité nominale à un taux de décharge de 1 A (Ah)
  • I — Courant de décharge réel (A)
  • k — Exposant de Peukert (sans dimension, >1)
  • Eout — Énergie de sortie utilisable (Wh)
  • Ein — Énergie d'entrée totale (Wh)
  • Capacité — Capacité de la batterie (Ah)
  • V — Tension nominale de la batterie (V)
  • Ppanel — Puissance nominale du panneau solaire (W)
  • Vout_min — Tension de sortie régulée minimale (V)
  • Vdrop — Tension de déchet (V)
  • Iin — Courant d'entrée moyen (A)
  • Iout — Courant de charge de sortie (A)
  • ΔV — Ondulation de tension de sortie crête à crête (V)
  • f — Fréquence de commutation (Hz)
  • ΔI — Ondulation de courant crête à crête dans l'inductance (A)
  • L — Inductance (H)
  • VLL — Tension efficace entre phases (V)
  • IL — Courant de ligne efficace (A)
  • cos(φ) — Facteur de puissance
  • Np/Ns — Rapport de spires primaire sur secondaire
  • N — Nombre d'étages multiplicateurs
  • Vf — Chute de tension directe par diode (V)
  • V_out — Amplitude de la tension de sortie (V)
  • V_in — Tension d'entrée (V)
  • N₂ — Nombre de spires de l'enroulement secondaire
  • N₁ — Nombre de spires de l'enroulement primaire
  • t_dead — Temps mort minimal (s)
  • Q_gd — Charge grille-drain (Miller) du MOSFET (C)
  • I_gate — Courant de décharge du driver de grille (A)
  • P_out — Puissance de sortie (W)
  • V_max — Tension du bus continu à pleine charge (V)
  • V_min — Tension minimale du bus continu pour la régulation (V)
  • P_sw — Pertes de commutation moyennes (W)
  • t_r — Temps de montée à l'amorçage (s)
  • t_f — Temps de descente au blocage (s)
  • Vdc — Tension de sortie continue moyenne (V)
  • Vpeak — Crête de l'alternatif redressé (V)
  • Vdiode — Chute directe par diode (~0,7–1 V)
  • r — Facteur d'ondulation (fraction)
  • Vrms — Valeur efficace totale de la sortie (continue + ondulation) (V)
  • Pdc — Puissance continue délivrée à la charge (W)
  • Pac — Puissance alternative tirée de la source (W)
  • PIV — Tension inverse de crête sur la diode (V)
  • ΔIL — Courant d'ondulation crête à crête visé (A)
  • fs — Fréquence de commutation (Hz)
  • Ipk — Courant de crête dans l'interrupteur/l'inductance (A)
  • Cout — Capacité de sortie (F)
  • ΔVout — Ondulation de sortie admissible (V)
  • ESR — Résistance série équivalente du condensateur (Ω)
  • Vref — Tension de référence interne (V)
  • R1 — Résistance de la sortie à la contre-réaction (Ω)
  • R2 — Résistance de la contre-réaction à la masse (Ω)
  • Pd — Puissance totale dissipée dans le LDO (W)
  • Iq — Courant de repos/de masse (A)

Questions fréquentes sur Puissance et rendement

Catégories de formules associées

Électronique de base Résistances Condensateurs Inductances Circuits CA Signal et dB

Parcourez l'index complet des formules pour les 32 catégories.