ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

เครื่องคำนวณบัคและบูสต์คอนเวอร์เตอร์

เลือกหรือตรวจสอบตัวเหนี่ยวนำของบัคหรือบูสต์ ประมาณกระแสและริปเปิลเอาต์พุต แล้วเปรียบเทียบความจุและกำลังที่ต้องการ

01

ค่าที่ป้อน

ประมาณดิวตีและส่วนประกอบด้วย CCM อุดมคติ ประสิทธิภาพปรับเฉพาะกำลังและกระแสอินพุตกับการสูญเสียรวม แรงดันตกจริง ขีดจำกัดการควบคุม และ DCM ต้องใช้แบบจำลองเฉพาะอุปกรณ์

เลือกขนาดเฉพาะริปเปิล เผื่อโหลดชั่วขณะ ไบอัส DC ค่าความคลาดเคลื่อนและอุณหภูมิ ปฏิบัติตามข้อกำหนดตัวเก็บประจุและการชดเชยของตัวควบคุม

TI SLVA477 · TI SLVA372

02

ผลลัพธ์

ดิวตีไซเคิล
—
ความเหนี่ยวนำ
—
ริปเปิลตัวเหนี่ยวนำ · ประมาณ CCM
—
กระแสเฉลี่ยตัวเหนี่ยวนำอุดมคติ
—
กระแสยอดตัวเหนี่ยวนำอุดมคติ
—
กระแสประสิทธิผลตัวเหนี่ยวนำอุดมคติ
—
ความจุเอาต์พุตต่ำสุด · เฉพาะริปเปิล
—
ริปเปิลเอาต์พุตโดยประมาณ · ยอดถึงยอด
—
ริปเปิลจาก ESR
—
กระแสอินพุต
—
กำลังเอาต์พุต
—
กำลังสูญเสียรวมโดยประมาณ
—

กระแสตัวเหนี่ยวนำอุดมคติในหนึ่งคาบสวิตชิง

สูตร—

แยกริปเปิลตัวแปลงออกจากบัญชีกำลัง

ออกแบบหรือวิเคราะห์ภาคกำลังลดหรือเพิ่มแรงดันอุดมคติในโหมดนำต่อเนื่อง ประมาณความเหนี่ยวนำ กระแส และริปเปิลออก ประสิทธิภาพมีผลเฉพาะกำลังเข้าและการสูญเสีย ไม่แก้ดิวตีไซเคิลอุดมคติหรือแบบจำลองกระแสตัวเหนี่ยวนำ

ขั้นตอนการใช้งาน

  1. เลือกลดหรือเพิ่มแรงดัน และออกแบบหรือวิเคราะห์ ป้อนอินพุต เอาต์พุต โหลด และความถี่สวิตช์
  2. ป้อนริปเปิลกระแสเป้าหมายหรือความเหนี่ยวนำที่มี ความจุเอาต์พุต ESR ริปเปิลแรงดันที่ยอมรับ และประสิทธิภาพสมมติ
  3. ตรวจโหมดการนำก่อนอ่านผลกระแสและตัวเก็บประจุ แล้วเทียบริปเปิลประมาณกับเป้าหมาย

การตั้งค่าและข้อจำกัด

โหมดการนำ
แบบจำลอง CCM ต้องมีกระแสต่ำสุดตัวเหนี่ยวนำเป็นบวก ที่ขอบเขตหรือการนำไม่ต่อเนื่องจะซ่อนผลกระแสและตัวเก็บประจุละเอียด
ความจุและ ESR
ริปเปิลจากความจุและ ESR มีผลทั้งคู่ เพิ่มความจุไม่กำจัดผล ESR ที่มากเกิน
สมมติฐานประสิทธิภาพ
ประสิทธิภาพกำหนดกำลังเข้าและการสูญเสีย ดิวตีไซเคิลจริง ยอดกระแส และการสูญเสียต้องตรวจตามอุปกรณ์

ตัวอย่างการใช้งาน

ใช้ตัวอย่างลดแรงดันด้านล่าง ความเหนี่ยวนำที่คำนวณรักษา CCM และผ่านเป้าริปเปิลแรงดัน

ข้อมูลตัวอย่างที่ป้อน

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
ผลลัพธ์ที่คาดหวัง
D / L / I / V / P≈
D41.666667%
L24.305556 µH
ΔIL0.6 A
IL,avg2 A
IL,pk2.3 A
IL,rms2.007486 A
Cout,min9.868421 µF
ΔVESR12 mV
ΔVout15.75 mV
Iin0.925926 A
Ploss1.111111 W

ในโหมดวิเคราะห์ ความเหนี่ยวนำที่เล็กกว่ามากอาจออกจาก CCM ผลละเอียดที่หายไปบอกขีดจำกัดแบบจำลอง

คำถามและการแก้ปัญหา

ทำไมอินพุตกับเอาต์พุตต้องต่างกัน?

ลดแรงดันต้องมีอินพุตสูงกว่าเอาต์พุต เพิ่มแรงดันต้องมีเอาต์พุตสูงกว่าอินพุต เครื่องมือไม่จำลองวงจรรวมลดและเพิ่มแรงดัน

ทำไมไม่มีค่าความจุขั้นต่ำ?

ตรวจโหมดและ ESR นอก CCM หรือเมื่อ ESR ใช้ส่วนเผื่อริปเปิลทั้งหมด แบบจำลองจะไม่มีคำตอบความจุ

ถือว่าออกแบบตัวแปลงเสร็จหรือไม่?

ไม่ ต้องตรวจขีดจำกัดสวิตช์ การอิ่มตัวตัวเหนี่ยวนำ ไบอัสตัวเก็บประจุ ความเสถียรลูป การจัดวาง และสมรรถนะความร้อนของอุปกรณ์