Eletricidade e eletrónica

Calculadora de conversor buck e boost

Dimensione ou verifique a bobina de um conversor buck ou boost, estime corrente e ondulação de saída e compare capacitância e potência.

Os seus valores

Tipo de conversor

Cálculo da bobina

Tensão de entrada · V

Tensão de saída pretendida · V

Corrente da carga · A

Frequência · kHz

Ondulação de corrente pretendida / média · pico a pico · %

Eficiência estimada · %

Capacitância · µF

ESR do capacitor · mΩ

Ondulação de saída permitida · pico a pico · mV

Estimativas CCM ideais de ciclo de trabalho e componentes. A eficiência ajusta apenas potência e corrente de entrada e perdas totais. Quedas reais, limites de controlo e DCM requerem um modelo específico do dispositivo.

Dimensionamento só por ondulação; considere transientes de carga, polarização CC, tolerância e temperatura. Siga os requisitos do controlador para capacitores e compensação.

TI SLVA477 · TI SLVA372

Os seus resultados

Ciclo de trabalho: —

Indutância: —

Ondulação da bobina · estimativa CCM: —

Corrente média ideal da bobina: —

Corrente de pico ideal da bobina: —

Corrente eficaz ideal da bobina: —

Capacitância mínima de saída · só ondulação: —

Ondulação de saída estimada · pico a pico: —

Ondulação por ESR: —

Corrente de entrada: —

Potência de saída: —

Perda total de potência estimada: —

Corrente ideal da bobina num período de comutação

Fórmula—

Separe ondulação do conversor e balanço de potência

Projete ou analise um estágio ideal redutor ou elevador em condução contínua. Estime indutância, correntes e ondulação de saída. A eficiência só afeta potência de entrada e perdas; não corrige ciclo de trabalho ideal nem modelo de corrente do indutor.

Passo a passo

Escolha redutor ou elevador e projeto ou análise. Introduza entrada, saída, carga e frequência de comutação.
Introduza ondulação de corrente pretendida ou indutância existente, capacitância de saída, ESR, ondulação de tensão permitida e eficiência assumida.
Verifique o modo de condução antes de interpretar correntes e condensadores. Compare ondulação estimada e objetivo.

Definições e limites

Modo de condução: O modelo CCM exige corrente mínima do indutor positiva. No limite ou em condução descontínua ocultam-se previsões detalhadas de corrente e condensadores.
Capacitância e ESR: Ondulação capacitiva e ESR contribuem para a estimativa. Aumentar capacitância não elimina uma contribuição ESR excessiva.
Eficiência assumida: A eficiência determina potência de entrada e perdas. Ciclo real, picos e perdas exigem verificações específicas do dispositivo.

Exemplo resolvido

Use o exemplo redutor abaixo. A indutância calculada mantém CCM e cumpre o objetivo de ondulação de tensão.

Entrada de exemplo

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

Na análise, indutância muito menor pode sair de CCM. A falta de detalhes assinala uma limitação do modelo.

Perguntas e resolução de problemas

Porque têm de diferir entrada e saída?

O redutor exige entrada acima da saída; o elevador, saída acima da entrada. Não se modela topologia combinada redutora-elevadora.

Porque não está disponível capacitância mínima?

Verifique condução e ESR. Fora de CCM, ou se ESR consumir sozinha a margem de ondulação, o modelo não dá solução de capacitância.

Isto completa o projeto do conversor?

Não. Verifique limites dos interruptores, saturação do indutor, polarização dos condensadores, estabilidade da malha, disposição e desempenho térmico do dispositivo.