Cómo se usa
- Introduce Vin (para la bobina, la tensión de entrada más alta), Vout y la corriente de carga.
- Introduce la frecuencia de conmutación en kHz que indica la hoja de datos del controlador.
- Elige el rizado de corriente como porcentaje de Iout (un 30 % es habitual).
- Introduce el rendimiento esperado y la capacidad de salida.
Fórmulas
En conducción continua:
- Ciclo de trabajo D = Vout ÷ (Vin × η)
- Rizado de corriente ΔI = % de rizado × Iout
- Inductancia L = Vout × (Vin − Vout) ÷ (ΔI × f × Vin)
- Corriente de pico Ipico = Iout + ΔI ÷ 2
- Rizado de salida ΔV = ΔI ÷ (8 × f × C)
- Tiempo de conducción ton = D ÷ f
- Potencia de entrada Pin = Vout × Iout ÷ η; corriente de entrada Pin ÷ Vin; pérdidas Pin − Vout × Iout
El ciclo de trabajo con η sigue el planteamiento habitual de las notas de aplicación para la etapa de potencia; la fórmula de la inductancia usa el cociente ideal de tensiones.
Ejemplo resuelto
De 12 V a 5 V con 2 A, 500 kHz, 30 % de rizado, 90 % de rendimiento y 22 µF:
- D = 5 ÷ (12 × 0,9) = 46,3 %
- ΔI = 0,3 × 2 = 0,6 A, pico de 2,3 A
- L = 5 × 7 ÷ (0,6 × 500.000 × 12) = 9,722 µH: se elige 10 µH
- ΔV = 0,6 ÷ (8 × 500.000 × 22 µF) = 6,818 mV
- ton = 0,9259 µs; Pin = 11,111 W, corriente de entrada 0,9259 A, 1,111 W perdidos en calor
Consejos
- Comprueba la corriente de saturación de la bobina frente a la de pico, con margen.
- Con cargas pequeñas (Iout menor que ΔI ÷ 2) el convertidor sale de conducción continua y las fórmulas anteriores dejan de valer.
- Las pérdidas son calor. Usa esa cifra en la calculadora de disipadores para comprobar la temperatura del interruptor.