Elettricità ed elettronica
Calcolatore per convertitore buck e boost
Dimensiona o verifica l’induttore di un convertitore buck o boost, stima corrente e ondulazione d’uscita e confronta capacità e potenza.
I tuoi dati
I tuoi risultati
- Duty cycle
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- Induttanza
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- Ondulazione dell’induttore · stima CCM
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- Corrente media ideale dell’induttore
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- Corrente di picco ideale dell’induttore
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- Corrente efficace ideale dell’induttore
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- Capacità minima d’uscita · solo ondulazione
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- Ondulazione d’uscita stimata · picco-picco
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- Ondulazione dovuta all’ESR
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- Corrente d’ingresso
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- Potenza d’uscita
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- Perdita totale di potenza stimata
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—Separa l'ondulazione del convertitore dal bilancio di potenza
Progetta o analizza uno stadio ideale riduttore o elevatore in conduzione continua. Stima induttanza, correnti e ondulazione d'uscita. Il rendimento influisce solo su potenza d'ingresso e perdite; non corregge ciclo utile ideale o modello di corrente dell'induttore.
Passo dopo passo
- Scegli riduttore o elevatore e progetto o analisi. Inserisci ingresso, uscita, carico e frequenza di commutazione.
- Inserisci ondulazione di corrente desiderata o induttanza esistente, capacità d'uscita, ESR, ondulazione di tensione ammessa e rendimento ipotizzato.
- Controlla il modo di conduzione prima di interpretare correnti e condensatori. Confronta ondulazione stimata e obiettivo.
Impostazioni e limiti
- Modo di conduzione
- Il modello CCM richiede una corrente minima dell'induttore positiva. Al confine o in conduzione discontinua le previsioni dettagliate di corrente e condensatori sono nascoste.
- Capacità ed ESR
- Contribuiscono sia ondulazione capacitiva sia ESR. Più capacità non elimina un contributo ESR eccessivo.
- Rendimento ipotizzato
- Il rendimento determina potenza d'ingresso e perdite. Ciclo reale, picchi e perdite richiedono verifiche specifiche del dispositivo.
Esempio pratico
Usa l'esempio riduttore. L'induttanza calcolata mantiene CCM e rispetta l'obiettivo di ondulazione di tensione.
Dati di esempio
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| 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 |
In analisi, un'induttanza molto inferiore può uscire da CCM. Risultati dettagliati assenti indicano il limite del modello.
Domande e risoluzione dei problemi
Perché ingresso e uscita devono differire?
Il riduttore richiede ingresso sopra uscita; l'elevatore uscita sopra ingresso. Non si modella una topologia riduttrice-elevatrice combinata.
Perché la capacità minima non è disponibile?
Controlla conduzione ed ESR. Fuori CCM o se ESR esaurisce da sola il margine di ondulazione, il modello non dà una soluzione di capacità.
Questo completa il progetto del convertitore?
No. Verifica limiti degli interruttori, saturazione dell'induttore, polarizzazione dei condensatori, stabilità dell'anello, disposizione e prestazioni termiche del dispositivo.