コンバータ消費電力増加の要因と確認方法

電源が乾電池だとすると
最初に疑うべきは乾電池の内部抵抗ではないでしょうか。

コンバータの入力電流は、高周波でチョッピングされていると思います。
入力コンデンサをつければ、高周波の脈動成分は電源からＩＣまでのケーブ
ルに流れません。入力コンデンサが無ければ、高周波の脈動成分の実効値の
二乗×電源からＩＣまでのケーブルの等価抵抗に相当する損失が生じると
思います。

電源からＩＣまでのケーブルにおける損失電力を直接測定するのは、結構
難しいことです。LCRメータなどで、ケーブルの等価抵抗を測定し、波形測
定によって求めた高周波電流の脈動成分の実効値の２乗を掛けて、損失を求
めるなどが代表的な方法と思います。

複数の方法で損失を求め、総合的に辻褄が合う方法を探し出すことが適切
と思います。

ケーブルの等価抵抗が損失増加の原因のように記述しましたが、
電源(乾電池)の等価抵抗も損失増加の原因になり得ます。
高周波で脈動する電流は、バイパスコンデンサを設けるなどの処置により
できる限り小さな電流ループで収めることが基本です。
損失低減もさることながら、雑音の発生を避けるなどの基本的な考え方です。

昇圧形のコンバータの基本回路は、次の図のとおりです。

入力　　　　　　　出力　　
━coil┳━＞━┳━━
　　　┃diode ┃
　　switch capacitor　　
　　　┃　　　┃
━━━┻━━━┻━━

＞入力コンデンサを付けると、高調波の脈動電流がそこでカットされるので、
＞脈動電流によるコイル内の等価抵抗での損失がなくなり、結果として全体
＞の損失が下がると理解すればよろしいでしょうか？

入力コンデンサをつけると、入力コンデンサから外側のケーブルとか電池に
流れる高周波の脈動電流を抑制できるのです。昇圧コンバータのコイルは、
入力コンデンサの内側ですから、入力コンデンサの有無で脈動電流の大きさ
に大きな変化は生じません。
損失が変化するのは、入力コンデンサの外側の部分と思います。

＞そうであれば、コイルの両端電圧差×コイルに流れる電流＝コイルの損失と
＞して入力コンデンサ有無で比較し、その損失差が全体の損失差と一致すれば
＞証明できるように思いますが、いかがでしょうか？

前提となる考え方が違っていますので、ご呈示の考え方で損失の増減を説明
するととはできないと思います。

なお、コイルの損失は、コイルの両端電圧差の値とコイルに流れる電流の値
を単純に掛け合わせれば求まるものではありません。
　（電圧計と電流計で、電力を求めることはできないということです）
コイルの損失電力を直接計測するには、高周波の電力を測ることのできる
“電力計”を用いるか、波形演算機能のついたオシロスコープで、コイルの
両端電圧差の瞬時値とコイルに流れる電流の瞬時値を乗算して、その平均値
を求めるような操作が必要です。
このような設備で直接損失電力を測ろうとしても、精度の高い測定はかなり
困難です。

比較的再現性の良い測定方法は、LCRメータを使って、スイチング周波数付近
のコイルの等価直列を計測して、コイルに流れる高周波電流成分の実効値の
２乗を掛け合わせて高周波損を求めること。さらに巻線の直流抵抗を測定し
て、コイルに流れる直流電流の２乗を掛け合わせて直流損を求めて、高周波
損と合算することです。
このほかにも方法はあります。興味があればお問い合わせ下さい。