電気・電子

降圧・昇圧コンバータ計算機

降圧または昇圧コンバータのインダクタを選択・確認し、電流と出力リップルを推定して容量と電力の要件を比較します。

入力値

コンバータの種類

インダクタ計算

入力電圧 · V

目標出力電圧 · V

負荷電流 · A

周波数 · kHz

目標電流リップル / 平均値 · ピーク間 · %

推定効率 · %

静電容量 · µF

コンデンサのESR · mΩ

許容出力リップル · ピーク間 · mV

理想CCMのデューティ比と部品値の推定です。効率は入力電力・電流と総損失のみを調整します。実際の電圧降下、制御制限、DCMにはデバイス固有のモデルが必要です。

リップルのみでの選定です。負荷過渡、DCバイアス、許容差、温度を考慮し、コントローラのコンデンサと補償の要件に従ってください。

TI SLVA477 · TI SLVA372

計算結果

デューティ比: —

インダクタンス: —

インダクタリップル · CCM推定: —

理想平均インダクタ電流: —

理想ピークインダクタ電流: —

理想実効インダクタ電流: —

最小出力容量 · リップルのみ: —

推定出力リップル · ピーク間: —

ESRによるリップル: —

入力電流: —

出力電力: —

推定総電力損失: —

1スイッチング周期の理想インダクタ電流

計算式—

コンバーターのリップル推定と電力計算を区別する

連続導通する理想的な降圧または昇圧電力段を設計・解析し、インダクタンス、電流、出力リップルを推定します。効率が変えるのは入力電力と損失だけで、理想デューティ比やインダクター電流モデルは補正しません。

使い方

降圧か昇圧、設計か解析を選び、入力、出力、負荷、スイッチング周波数を入力します。
目標電流リップルまたは既存インダクタンス、出力容量、ESR、許容電圧リップル、仮定効率を入力します。
電流やコンデンサー結果を読む前に導通モードを確認し、リップル推定と目標を比べます。

設定と制限

導通モード: CCMモデルはインダクターの最小電流が正である必要があります。境界や不連続導通では詳細な電流・容量予測を隠します。
容量とESR: 容量性リップルとESRの両方が寄与します。容量を増やしても過大なESR寄与は除けません。
効率の仮定: 効率が入力電力と損失を定めます。実際のデューティ比、電流ピーク、損失は素子別の確認が必要です。

操作例

下の降圧例では計算したインダクタンスがCCMを維持し、電圧リップル目標を満たします。

入力例

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

想定される結果
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

解析でインダクタンスを大きく減らすとCCMを外れる場合があります。詳細結果の欠落はモデル限界を示します。

よくある質問とトラブル対処

入力と出力が異なる必要があるのはなぜですか？

降圧では入力が出力より高く、昇圧では出力が入力より高い必要があります。組合せ型の昇降圧回路は扱いません。

最小容量が表示されないのはなぜですか？

導通モードとESRを確認します。CCM外、またはESRだけでリップル余裕を使い切る場合、容量解はありません。

これでコンバーター設計は完了ですか？

いいえ。選択素子のスイッチ制限、インダクター飽和、容量のバイアス、制御安定性、配置、熱性能を検証します。