Listrik dan elektronika

Kalkulator Konverter Buck dan Boost

Pilih atau periksa induktor konverter buck atau boost, perkirakan arus dan riak keluaran, lalu bandingkan kebutuhan kapasitansi dan daya.

Nilai masukan

Jenis konverter

Perhitungan induktor

Tegangan masukan · V

Tegangan keluaran target · V

Arus beban · A

Frekuensi · kHz

Target riak arus / rata-rata · puncak ke puncak · %

Perkiraan efisiensi · %

Kapasitansi · µF

ESR kapasitor · mΩ

Riak keluaran yang diizinkan · puncak ke puncak · mV

Perkiraan siklus kerja dan komponen CCM ideal. Efisiensi hanya menyesuaikan daya dan arus masukan serta rugi total. Penurunan tegangan nyata, batas kontrol dan DCM memerlukan model khusus perangkat.

Pemilihan hanya untuk riak; perhitungkan beban transien, bias DC, toleransi dan suhu. Ikuti persyaratan kapasitor dan kompensasi pengendali.

TI SLVA477 · TI SLVA372

Hasil Anda

Siklus kerja: —

Induktansi: —

Riak induktor · perkiraan CCM: —

Arus rata-rata induktor ideal: —

Arus puncak induktor ideal: —

Arus efektif induktor ideal: —

Kapasitansi keluaran minimum · riak saja: —

Perkiraan riak keluaran · puncak ke puncak: —

Riak akibat ESR: —

Arus masukan: —

Daya keluaran: —

Perkiraan rugi daya total: —

Arus induktor ideal selama satu periode penyakelaran

Rumus—

Pisahkan riak konverter dari perhitungan daya

Desain atau analisis tahap daya penurun atau penaik ideal dalam konduksi kontinu. Perkirakan induktansi, arus, dan riak keluaran. Efisiensi hanya memengaruhi daya masuk dan rugi; tidak mengoreksi siklus kerja ideal atau model arus induktor.

Langkah demi langkah

Pilih penurun atau penaik dan desain atau analisis. Masukkan tegangan masuk, keluar, beban, dan frekuensi pensaklaran.
Masukkan target riak arus atau induktansi yang ada, kapasitansi keluaran, ESR, riak tegangan yang diizinkan, dan efisiensi asumsi.
Periksa mode konduksi sebelum membaca hasil arus dan kapasitor. Bandingkan riak estimasi dengan target.

Pengaturan dan batas

Mode konduksi: Model CCM membutuhkan arus induktor minimum positif. Pada batas atau konduksi terputus, prediksi arus dan kapasitor terperinci disembunyikan.
Kapasitansi dan ESR: Riak kapasitif dan ESR sama-sama berkontribusi. Kapasitansi lebih besar tidak menghapus kontribusi ESR yang berlebihan.
Asumsi efisiensi: Efisiensi menentukan daya masuk dan rugi. Siklus kerja nyata, puncak arus, dan rugi memerlukan pemeriksaan perangkat.

Contoh pengerjaan

Gunakan contoh penurun di bawah. Induktansi hitungan menjaga CCM dan memenuhi target riak tegangan.

Masukan contoh

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

Hasil yang diharapkan
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

Dalam analisis, induktansi jauh lebih kecil dapat keluar dari CCM. Hilangnya detail menandai batas model.

Pertanyaan dan pemecahan masalah

Mengapa masukan dan keluaran harus berbeda?

Penurun membutuhkan masukan di atas keluaran; penaik keluaran di atas masukan. Topologi penurun-penaik gabungan tidak dimodelkan.

Mengapa kapasitansi minimum tidak tersedia?

Periksa konduksi dan ESR. Di luar CCM atau jika ESR menghabiskan margin riak sendirian, model tidak memberi solusi kapasitansi.

Apakah ini menyelesaikan desain konverter?

Tidak. Verifikasi batas sakelar, saturasi induktor, bias kapasitor, stabilitas loop, tata letak, dan kinerja termal perangkat.