コンデンサを周期的に充電することについての最近の質問は、私が一度読んだことを思い出しました。私が覚えているように、理想的なコンポーネントで100％効率のチャージポンプを構築することは不可能であることが実証されましたが、コンポーネントが理想的であれば、インダクターで100％効率のブーストコンバーターを構築することが可能です。
これは他の人と共鳴しますか（しゃれはありません）？これの真実を証明または反駁する方法はありますか？
明確にするために、理想的なコンポーネントがあると想定しています。実際のコンポーネントでは100％効率的な実際の回路はないことに気づきました。ダイオードの電圧降下はゼロです。トランジスタは、状態を変えるのにエネルギーを必要としない理想的なスイッチであるかもしれません。ワイヤの抵抗がゼロの場合があります。
回答:
それはすべて二元論についてです。理想的なコンポーネントを使用すると、理想的なSMPSタイプの電圧コンバーター（=インダクターを使用して作業を行う）を作成できます。スイッチド（フライング）コンデンサを使用して理想的な電圧コンバータを作成することはできません。これは、コンデンサに対して不公平な世界ではありません。スイッチドコンデンサを使用して理想的な電流コンバータを作成できますが、インダクタを使用することはできません。
頭から計算することはできませんが、コンデンサと電圧源の問題は次のようなものです。特定のソースインピーダンス（=直列抵抗）を持つ電圧源を使用します。それにコンデンサを接続し、無限の時間に負荷をかけます（有限の時間でもかまいません）。抵抗の関数として、直列抵抗で失われるエネルギー量を計算します。ここで数学的にその式の限界を取り、ゼロ抵抗を計算します。エネルギー損失は同じままであることがわかります。これは直感的には、抵抗が小さいほど初期負荷電流が大きくなり、RI 2損失が大きくなるためです。
管理の概要：理想的な電圧源をコンデンサに接続することはできません。それは、それ自体では不可能である無限の電流をもたらし、宇宙を破壊する無限の磁場を引き起こすためです（冗談ですが、これは管理です）概要）。しかし、この理想に好きなだけ近づけることができ、結果は同じままです。コンデンサーの充電中に一定量のエネルギーが失われます。したがって、申し訳ありませんボス、理想的なフライングコンデンサ電圧コンバーターはありません。
定電圧源から定電圧負荷に電力を供給する場合、インダクタのないチャージポンプは100％効率的ではありません。ソース電流と電圧の波形が負荷電流と電圧の波形と適切な関係にある場合、理想的なコンポーネントで作成されたインダクタレスのチャージポンプは100％効率的です。ソース電圧または負荷電圧のいずれかを一定のDCにすることは可能ですが、両方を行うことはできません（両方の電圧が同じで、チャージポンプが何もする必要がない簡単な場合を除きます）。
注：内部電流源を含むチャージポンプは、入力電圧を定電圧源から外部定電圧負荷に変換する際に100％効率的であり、1サイクルで内部電流源から取り出されたエネルギーは次に交換。一方、そのような電流源は単にインダクタの代わりになるでしょう。
ブーストコンバーターの場合、理想化されたコンポーネントを備えたコンバーターを設計することができ、すべての方程式が依然として意味をなし、電圧と電流は有限のままです。これらの電圧と電流から、100％の効率が得られます。
浮遊抵抗がゼロのチャージポンプは、この方法では簡単に分析できません。そうしようとすると、ばかげた答えが得られます。完全なスイッチを介して完全なコンデンサを完全な電圧源に接続するとどうなりますか？現在の結果を計算しようとすると、ゼロによる除算になります。同じ問題が2つの完全なコンデンサの接続にも当てはまります。
コンデンサを所定の電圧に充電し、抵抗を介してより高い電圧の電圧源に接続するとします。今のところ、完全に充電させていると仮定しましょう（そうすると、無限の時間がかかることを無視します）。抵抗の値を変更しても効率は変わらないことがわかります。電圧源から引き出される総エネルギーは同じままです。ただし、効率は、コンデンサの開始電圧と電圧源の電圧の間の比率に依存します。電圧差が小さいと、効率が高くなり、電圧差がゼロになる傾向が100％になります。
私たちのチャージポンプには無限の充電/放電時間がないので、抵抗は効率に影響しますが、抵抗は効率がゼロになる傾向があるため（有限の電圧差の場合）、100％未満の有限数に向かう傾向があります。
各スイッチングサイクルで転送される電荷は、キャパシタンスによるコンデンサの電圧の変化に関連しています。有限の平均電流を負荷に転送するには、サイクルごとに有限の電荷を転送するか、無限の数のサイクルが必要です。
したがって、100％の効率のチャージポンプを作成するには、無限に大きなコンデンサまたは無限に高いスイッチング周波数が必要になります。
まあそれは本当に私たちが「理想的なコンポーネント」をどこまで使うかにかかっています。ダイオードの順方向電圧降下が0ボルトの場合、BJTの基本しきい値は0ボルト、飽和は0ボルト、無限電流ゲインであり、FETのゲートしきい値は0ボルト、Rdsは0オームの場合、非常によくある可能性があります。 100％効率の良いチェンジポンプを実現できます。
ブーストコンバーターの場合でも、スイッチFETとフライバックダイオードが上記の意味で理想的でない限り、100％効率的ではありません。同様に、インダクターは0に等しいDC Rを持つ必要があります。