Electricidad y electrónica

Calculadora de convertidor buck y boost

Dimensiona o comprueba la bobina de un convertidor buck o boost, estima la corriente y el rizado de salida y compara capacitancia y potencia.

Tus datos

Tipo de convertidor

Cálculo de bobina

Tensión de entrada · V

Tensión de salida objetivo · V

Corriente de carga · A

Frecuencia · kHz

Rizado de corriente objetivo / media · pico a pico · %

Eficiencia estimada · %

Capacitancia · µF

ESR del condensador · mΩ

Rizado de salida permitido · pico a pico · mV

Estimaciones CCM ideales de ciclo de trabajo y componentes. La eficiencia solo ajusta potencia y corriente de entrada y pérdidas totales. Las caídas reales, los límites de control y DCM requieren un modelo del dispositivo.

Dimensionado solo por rizado; considera transitorios de carga, polarización CC, tolerancia y temperatura. Sigue los requisitos del controlador sobre condensadores y compensación.

TI SLVA477 · TI SLVA372

Tus resultados

Ciclo útil: —

Inductancia: —

Rizado de bobina · estimación CCM: —

Corriente media ideal de la bobina: —

Corriente pico ideal de la bobina: —

Corriente eficaz ideal de la bobina: —

Capacitancia mínima de salida · solo rizado: —

Rizado de salida estimado · pico a pico: —

Rizado debido a ESR: —

Corriente de entrada: —

Potencia de salida: —

Pérdida total de potencia estimada: —

Corriente ideal de la bobina durante un periodo de conmutación

Fórmula—

Separe el rizado del convertidor de su balance de potencia

Diseñe o analice una etapa ideal reductora o elevadora en conducción continua. Estime inductancia, corrientes y rizado de salida. La eficiencia solo afecta potencia de entrada y pérdidas; no corrige ciclo de trabajo ideal ni modelo de corriente del inductor.

Paso a paso

Elija reductor o elevador y diseño o análisis. Introduzca entrada, salida, carga y frecuencia de conmutación.
Introduzca rizado de corriente objetivo o inductancia existente, capacitancia de salida, ESR, rizado de tensión permitido y eficiencia supuesta.
Compruebe el modo de conducción antes de interpretar corrientes y condensadores. Compare rizado estimado y objetivo.

Ajustes y límites

Modo de conducción: El modelo CCM requiere una corriente mínima del inductor positiva. En el límite o conducción discontinua se ocultan predicciones detalladas de corriente y condensadores.
Capacitancia y ESR: Contribuyen tanto el rizado capacitivo como ESR. Más capacitancia no elimina una contribución ESR excesiva.
Eficiencia supuesta: La eficiencia determina potencia de entrada y pérdidas. El ciclo real, picos y pérdidas requieren comprobaciones del dispositivo.

Ejemplo resuelto

Use el ejemplo reductor. La inductancia calculada mantiene CCM y cumple el objetivo de rizado de tensión.

Entrada de ejemplo

Vin = 12 V; Vout = 5 V; Iout = 2 A
fs = 200 kHz; η = 90%; ΔIL / IL,avg = 30%
Cout = 100 µF; ESR = 20 mΩ; ΔVtarget = 50 mV

Resultado esperado
D / L / I / V / P	≈
D	41.666667%
L	24.305556 µH
ΔIL	0.6 A
IL,avg	2 A
IL,pk	2.3 A
IL,rms	2.007486 A
Cout,min	9.868421 µF
ΔVESR	12 mV
ΔVout	15.75 mV
Iin	0.925926 A
Ploss	1.111111 W

En análisis, una inductancia mucho menor puede abandonar CCM. Los resultados detallados ausentes señalan entonces la limitación del modelo.

Preguntas y solución de problemas

¿Por qué entrada y salida deben diferir?

El reductor requiere entrada mayor que salida; el elevador, salida mayor que entrada. No se modela una topología combinada reductora-elevadora.

¿Por qué no está disponible la capacitancia mínima?

Revise conducción y ESR. Fuera de CCM, o si ESR consume por sí sola el margen de rizado, no hay solución de capacitancia en este modelo.

¿Esto completa el diseño del convertidor?

No. Verifique límites de interruptores, saturación del inductor, polarización de condensadores, estabilidad del lazo, trazado y comportamiento térmico del dispositivo.