電氣與電子

降壓與升壓轉換器計算器

選擇或核驗降壓或升壓轉換器的電感，估算電流與輸出漣波，並比較電容和功率需求。

輸入參數

轉換器類型

電感計算

輸入電壓 · V

目標輸出電壓 · V

負載電流 · A

頻率 · kHz

目標電流漣波 / 平均值 · 峰對峰值 · %

估算效率 · %

電容 · µF

電容等效串聯電阻ESR · mΩ

允許輸出漣波 · 峰對峰值 · mV

理想CCM占空比及元件估算。效率僅調整輸入功率、電流和總損耗。實際開關壓降、控制限制及DCM需要元件專用模型。

僅按漣波選型；考慮負載瞬變、直流偏壓、容差和溫度。遵循控制器對電容及補償的要求。

TI SLVA477 · TI SLVA372

計算結果

占空比: —

電感: —

電感漣波 · CCM估算: —

理想電感平均電流: —

理想電感峰值電流: —

理想電感有效值電流: —

最小輸出電容 · 僅按漣波: —

估算輸出漣波 · 峰對峰值: —

ESR引起的漣波: —

輸入電流: —

輸出功率: —

估算總功率損耗: —

一個開關週期內的理想電感電流

公式—

區分轉換器漣波估算與功率計算

設計或分析連續導通下的理想降壓或升壓功率級，估算電感、電流及輸出漣波。效率只影響輸入功率與損耗，不修正理想占空比或電感電流模型。

操作步驟

選擇降壓或升壓及設計或分析，輸入輸入電壓、輸出電壓、負載與切換頻率。
輸入目標電流漣波或現有電感、輸出電容、ESR、允許電壓漣波及假定效率。
解讀電流與電容結果前先查導通模式，再比較漣波與目標。

設定與限制

導通模式: CCM 要求電感電流谷值為正。邊界或不連續導通時，詳細電流與電容預測隱藏。
電容與 ESR: 電容漣波與 ESR 均影響估算。增加電容無法消除過大的 ESR 貢獻。
效率假設: 效率決定輸入功率與損耗，實際占空比、電流峰值及損耗需依元件確認。

操作範例

使用下方降壓範例，計算電感使模型保持 CCM，滿足電壓漣波目標。

範例輸入

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

預期結果
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

分析模式中，電感大幅減小可能退出 CCM；缺少詳細結果代表模型限制。

常見問題與疑難排解

輸入與輸出為何必須不同？

降壓要求輸入高於輸出，升壓要求輸出高於輸入。工具不建模組合升降壓拓撲。

為何沒有最低電容？

查導通模式與 ESR。CCM 之外，或 ESR 單獨用盡漣波餘裕時，模型沒有電容解。

這就完成轉換器設計了嗎？

沒有。需依元件確認開關限制、電感飽和、電容偏壓、迴路穩定性、佈局及熱性能。