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Boost Converter Calculator

面向连续导通模式(CCM)的一阶估算器,快速得到占空比、电感、电容与器件应力。

模式假设:
电感纹波:

关键结果

占空比 D--
输出功率 Pout--
输入功率 Pin--
输入平均电流--
电感 L--
ΔIL--
IL_pk--
IL_rms--
Isw_rms--
Id_rms--
Cout (最小)--
Cin (估算)--
CCM 评估:持续 CCM
选型建议:电感饱和电流 ≥ --;MOSFET Vds ≥ Vout(再加尖峰裕量);二极管耐压 ≥ Vout。

使用流程 //

  1. 测量项目“工作状态”下的平均电流与持续时间,填入上方。
  2. 测量“休眠/待机”电流,设置纹波目标、效率等假设。
  3. 填写最坏工况 Vin_min,确保 Vout > Vin。
  4. 点击“计算”获取占空比、电感、电容、峰值电流等结果。

工作原理 //

所有计算基于 Boost 拓扑的连续导通模式(CCM)一阶公式。占空比使用 Vin_min 推导;电感、电容按照设定的纹波及频率估算;电流 RMS 用于器件热/尺寸评估。若 IL_min ≤ 0,则意味着进入 DCM,需要重新评估。

工程提示 //

  • 若 D > 0.9,可考虑提高 Vin 或降低 Vout 以减轻应力。
  • 输出电容还需考虑 ESR 造成的额外纹波。
  • 若输入纹波要求严格,可在 Cin 估算基础上留出 2× 余量。
  • 导线/PCB 电流容量需与 IL_pk 和 RMS 指标匹配。

公式参考 //

  • 占空比:D = 1 - Vin / Vout(或带压降修正)。
  • 功率/电流:Pout=VoutIoutPin=PoutIin,avg=Pin/Vin
  • 电感纹波:比例 rΔIL=r·IL,avg; 纹波与电感关系:ΔIL=VinD/(L·fsw)
  • 电感值:L = Vin·D / (ΔIL·fsw)
  • 峰/谷/均方根:IL,pk=IL,avg+ΔIL/2IL,rms≈√(IL,avg2+ΔIL2/12)ISW,rms=D·IL,rmsID,rms=(1-D)·IL,rms
  • 输出电容:Cout≳Iout·D/(ΔVout·fsw); 输入同理 Cin≳Iin·D/(ΔVin·fsw)
  • CCM 判据:IL,min=IL,avg-ΔIL/2,若 ≤ 0 则 DCM; 临界电感 Lcrit=VinD/[2IL,avgfsw]

以上为一阶近似,适用于初步工程估算。实际设计应结合仿真与实验数据校准。

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