Как пользоваться
- Введите Uвх (для дросселя — наибольшее входное напряжение), Uвых и ток нагрузки.
- Введите частоту переключения в кГц из документации на контроллер.
- Задайте пульсации тока в процентах от Iвых (часто берут 30 %).
- Введите ожидаемый КПД и выходную ёмкость.
Формулы
Для режима непрерывного тока:
- Коэффициент заполнения D = Uвых ÷ (Uвх × η)
- Пульсации тока ΔI = доля пульсаций × Iвых
- Индуктивность L = Uвых × (Uвх − Uвых) ÷ (ΔI × f × Uвх)
- Пиковый ток Iпик = Iвых + ΔI ÷ 2
- Пульсации напряжения ΔU = ΔI ÷ (8 × f × C)
- Время открытого ключа tвкл = D ÷ f
- Входная мощность Pвх = Uвых × Iвых ÷ η, входной ток Pвх ÷ Uвх, потери Pвх − Uвых × Iвых
Коэффициент заполнения с учётом η считается так, как это принято в инженерных руководствах по расчёту силового каскада; формула индуктивности использует идеальное отношение напряжений.
Пример расчёта
12 В → 5 В, 2 А, 500 кГц, пульсации 30 %, КПД 90 %, 22 мкФ:
- D = 5 ÷ (12 × 0,9) = 46,3 %
- ΔI = 0,3 × 2 = 0,6 А, пиковый ток 2,3 А
- L = 5 × 7 ÷ (0,6 × 500 000 × 12) = 9,722 мкГн — берём 10 мкГн
- ΔU = 0,6 ÷ (8 × 500 000 × 22 мкФ) = 6,818 мВ
- tвкл = 0,9259 мкс; Pвх = 11,111 Вт, входной ток 0,9259 А, 1,111 Вт уходит в тепло
Советы
- Проверьте ток насыщения дросселя — он должен быть выше пикового с запасом.
- При малой нагрузке (Iвых меньше ΔI ÷ 2) преобразователь уходит из режима непрерывного тока, и формулы выше перестают действовать.
- Потери — это тепло. Подставьте их в калькулятор радиатора, чтобы проверить температуру ключа.