RFrftools.io
Power

Calculateur d'ondulation de sortie du régulateur de commutation

Calculez l'ondulation de la tension de sortie du convertisseur Buck, l'ondulation du courant d'inductance et la contribution ESR pour la conception des régulateurs de commutation

Loading calculator...

Formule

ΔI_L = (V_in − V_out) × D / (L × f), ΔV ≈ √(ΔV_C² + ΔV_ESR²)

D— Duty cycle
L— Inductance (H)
f— Switching frequency (Hz)
C— Output capacitance (F)
ESR— Equivalent series resistance (Ω)

Comment ça marche

Un régulateur de commutation convertit la tension continue d'un niveau à un autre en utilisant la commutation haute fréquence de dispositifs à semi-conducteurs, généralement des MOSFET ou des transistors. Contrairement aux régulateurs linéaires qui dissipent l'énergie excédentaire sous forme de chaleur, les régulateurs à commutation atteignent un rendement élevé en allumant et en éteignant rapidement les appareils d'alimentation. L'ondulation de la tension de sortie est un paramètre critique représentant la variation de tension autour du niveau de sortie DC souhaité, provoquée par l'action de commutation et les composants de stockage d'énergie tels que les inducteurs et les condensateurs.

Exemple Résolu

Prenons l'exemple d'un convertisseur Buck avec une tension d'entrée de 12 V, une tension de sortie de 5 V, une fréquence de commutation de 100 kHz et une valeur d'inductance de 100 μH. Étapes de calcul de l'ondulation : 1) Calculer le cycle de service D = Vout/Vin = 5 V/12 V = 0,417, 2) Calculer la tension d'ondulation crête à crête en utilisant ΔV = (Vin - Vout) * D/(f * L) = (12 V - 5 V) * 0,417/(100 000 Hz * 100e-6 H) = 0,294 V ou 294 mV

Conseils Pratiques

  • ✓Sélectionnez des condensateurs à faible ESR pour minimiser les ondulations
  • ✓Utilisez des fréquences de commutation plus élevées pour réduire l'ondulation
  • ✓Choisissez des valeurs d'inductance plus élevées pour réduire l'ondulation de courant/tension
  • ✓Envisagez d'utiliser des techniques de filtrage de sortie pour les applications critiques

Erreurs Fréquentes

  • ✗Négliger les résistances parasitaires dans les calculs
  • ✗Oublier les tolérances des composants
  • ✗Utilisation de classifications de composants inappropriées
  • ✗Ignorer les considérations de gestion thermique

Foire Aux Questions

L'ondulation de tension résulte de l'action de commutation, des éléments de stockage d'énergie et des variations de charge pendant les cycles de charge et de décharge des inducteurs et des condensateurs.
Utilisez des fréquences de commutation plus élevées, une inductance plus élevée, des condensateurs à faible ESR et des techniques de filtrage de sortie telles que les filtres LC.
L'ondulation acceptable dépend de l'application, mais se situe généralement entre 1 % et 5 % de la tension de sortie pour la plupart des systèmes électroniques.

Shop Components

Affiliate links — we may earn a commission at no cost to you.

Buck Converter ICs

Synchronous and non-synchronous step-down regulators

DigiKey →Mouser →

LDO Regulators

Low-dropout linear voltage regulators

DigiKey →Mouser →

Electrolytic Capacitors

Aluminum electrolytic capacitors for power filtering

DigiKey →Mouser →

Power Inductors

Shielded and unshielded inductors for switching supplies

DigiKey →Mouser →

Related Calculators

Power

Buck Converter

Design a synchronous buck (step-down) converter: calculate duty cycle, inductor value, output capacitor, input capacitor, and theoretical efficiency.

PCB

Decoupling Capacitor

Calculate decoupling capacitor self-resonant frequency, impedance at target frequency, effective bypass range, and number of capacitors needed for power integrity

Power

MOSFET Power Loss

Calculate MOSFET conduction loss, switching loss, total power dissipation, junction temperature, and efficiency for power electronics design

Power

Voltage Divider

Calculate voltage divider output voltage, current, Thévenin impedance, and power dissipation from Vin, R1, and R2. Ideal for bias networks and level shifting.

Power

LED Resistor

Calculate the correct current limiting resistor for an LED. Shows exact value, nearest E24 standard, actual current, and power dissipation.

Power

LDO Thermal

Calculate LDO regulator power dissipation, junction temperature, thermal margin, and minimum dropout voltage for thermal design validation.