电气与电子

降压与升压转换器计算器

选择或核验降压或升压转换器的电感，估算电流与输出纹波，并比较电容和功率需求。

输入参数

转换器类型

电感计算

输入电压 · V

目标输出电压 · V

负载电流 · A

频率 · kHz

目标电流纹波 / 平均值 · 峰峰值 · %

估算效率 · %

电容 · µF

电容等效串联电阻ESR · mΩ

允许输出纹波 · 峰峰值 · mV

理想CCM占空比及元件估算。效率仅调整输入功率、电流和总损耗。实际开关压降、控制限制及DCM需要器件专用模型。

仅按纹波选型；考虑负载瞬变、直流偏压、容差和温度。遵循控制器对电容及补偿的要求。

TI SLVA477 · TI SLVA372

计算结果

占空比: —

电感: —

电感纹波 · CCM估算: —

理想电感平均电流: —

理想电感峰值电流: —

理想电感有效值电流: —

最小输出电容 · 仅按纹波: —

估算输出纹波 · 峰峰值: —

ESR引起的纹波: —

输入电流: —

输出功率: —

估算总功率损耗: —

一个开关周期内的理想电感电流

公式—

区分变换器纹波估算与功率计算

设计或分析连续导通下的理想降压或升压功率级，估算电感、电流及输出纹波。效率只影响输入功率与损耗，不修正理想占空比或电感电流模型。

操作步骤

选择降压或升压及设计或分析，输入输入电压、输出电压、负载和开关频率。
输入目标电流纹波或现有电感、输出电容、ESR、允许电压纹波及假定效率。
解读电流与电容结果前先查导通模式，再比较纹波和目标。

设置与限制

导通模式: CCM 要求电感电流谷值为正。边界或断续导通时，详细电流和电容预测隐藏。
电容与 ESR: 电容纹波与 ESR 均影响估算。增加电容无法消除过大的 ESR 贡献。
效率假设: 效率决定输入功率及损耗，实际占空比、电流峰值和损耗需按器件核实。

操作示例

使用下方降压示例，计算电感使模型保持 CCM，满足电压纹波目标。

示例输入

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

预期结果
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

分析模式中，电感大幅减小可能退出 CCM；缺少详细结果表示模型限制。

常见问题与故障排查

为什么输入与输出必须不同？

降压要求输入高于输出，升压要求输出高于输入。工具不建模组合升降压拓扑。

为什么没有最低电容？

查导通模式和 ESR。CCM 之外，或 ESR 单独耗尽纹波余量时，模型没有电容解。

这就完成变换器设计了吗？

没有。需按器件验证开关限制、电感饱和、电容偏压、环路稳定性、布局及热性能。