Мы собираемся создать устройство, получающее энергию от входного источника и передающее ее к выходу с напряжением. Преобразователь - ИРН - может гальванически связывать вход и выход; выходное напряжение может быть любой полярности относительно входного. Кроме того, в наши планы входит создание устройства с достаточно высоким КПД, обеспечивающим малые размеры при минимуме проблем с отводом тепла, образующегося в результате потерь.
Исключаются возможные решения, при которых передача энергии происходит с помощью активных элементов (транзисторов), работающих в активной области. Таким образом, попытаемся осуществить требуемое преобразование на основе ключей - транзисторов, работающих в режиме переключения.
Мы хотели бы получить низкие уровни пульсации напряжений как на входе преобразователя, то есть на зажимах источника входной энергии, так и на его выходе - на нагрузке. По этой причине нам потребуются элементы, способные запасать энергию, то есть дроссели и конденсаторы. Другими словами, выходное напряжение должно изменяться при изменении управляющего сигнала даже при неизменных и сопротивлении нагрузки.
Минимальное количество элементов для решения сформулированной задачи оказывается равным четырем: два ключа (один для отбора мощности от источника, другой для передачи ее на выход), дроссель и конденсатор. Могут возникнуть вопросы: почему, например, не использовать фильтрацию с помощью элементов г и С, исключив тем самым дроссель; почему не применить только индуктивный элемент? Конечно, можно выполнить преобразователь и таким образом.
Заметим только, что в первом случае мы основательно увеличим потери в преобразователе, а во втором - фильтрация напряжения будет явно недостаточной. Так что попробуем не экономить на конденсаторе и применим четыре элемента, как и было обосновано. Два ключа, дроссель и конденсатор должны образовать, один вывод которого необходимо подключить ко входу, другой к выходу, а третий к общей шине, соединяющей оба источника вместе. Дроссель в схеме полагается линейным.