Kalkulator KB-14
Kalkulator przetwornicy obniżającej (buck)
Dobierz dławik i kondensator do wymaganych napięć, prądu i częstotliwości.
Wynik
W skrócie: Obliczenia przetwornicy obniżającej DC-DC (buck): indukcyjność dławika, pojemność wyjściowa, współczynnik wypełnienia, prąd szczytowy i dopuszczalne ESR, z wykresem prądu dławika. Przykład: Indukcyjność dławika: 49,38 µH.
Przykład obliczeń
| Napięcie wejściowe | 24 V |
|---|---|
| Napięcie wyjściowe | 12 V |
| Prąd obciążenia | 3 A |
| Częstotliwość | 150 kHz |
| Tętnienia prądu | 30 % |
| Tętnienia napięcia wyjściowego | 50 mV |
| Przewidywana sprawność | 90 % |
| Indukcyjność dławika | 49,38 µH |
|---|---|
| Współczynnik wypełnienia | 55,6 % |
| Rozpiętość prądu dławika | 900 mA |
| Prąd szczytowy | 3,45 A |
| Minimalna pojemność wyjściowa | 15 µF |
| Maksymalne ESR kondensatora | 55,6 mΩ |
| Średni prąd wejściowy | 1,667 A |
| Straty | 4 W |
Jak to jest obliczane
L = (Ui − Uo) · D / (f · ΔI)
C = ΔI / (8 · f · ΔU)
Większa indukcyjność oznacza mniejszą rozpiętość prądu, ale też większy dławik. Zwykle przyjmuje się rozpiętość równą 20–40 % prądu obciążenia. Pojemność oblicza się na podstawie ładunku oddawanego przez dławik ponad prąd obciążenia w ciągu jednego okresu, a ESR często ma większe znaczenie niż sama pojemność.
Na co zwrócić uwagę
- Prąd nasycenia dławika powinien być co najmniej o 20–30 % większy od prądu szczytowego.
- Obliczenia wykonuj dla maksymalnego napięcia wejściowego: wtedy rozpiętość prądu jest największa.
- Kondensator wejściowy jest obciążony dużym prądem impulsowym. Zwróć uwagę na jego dopuszczalny prąd tętnień, a nie tylko na pojemność.
Często zadawane pytania
Jak dobrać indukcyjność dławika do przetwornicy obniżającej?
L = (Uwe − Uwy) · D / (f · ΔI), gdzie D = Uwy / (Uwe · η), a tętnienia prądu ΔI zwykle przyjmuje się na poziomie 20–40 % prądu obciążenia. Dla 24→12 V, 3 A, 150 kHz, 30 % i sprawności 90 % wychodzi około 49 µH.
Na jaki prąd dobrać dławik?
Szczytowy: Iszczyt = Iobc + ΔI / 2. Przy 3 A i tętnieniach 0,9 A wynosi 3,45 A. Prąd nasycenia dławika powinien być o 20–30 % większy od wartości szczytowej.
Co najbardziej wpływa na tętnienia napięcia wyjściowego?
Zwykle ESR kondensatora wyjściowego, a nie jego pojemność: ΔU ≈ ΔI · ESR. Przy ΔI 0,9 A i wymaganych 50 mV ESR nie może przekraczać 55 mΩ, dlatego stosuje się kondensatory niskoimpedancyjne lub ceramiczne.
