Buck电压纹波的计算公式主要依赖于电感电流的纹波量、输出电容的等效串联电阻(ESR)以及开关频率。具体公式如下:
基本公式
纹波电压 ΔV = ΔI * Rc
其中,ΔI 是纹波电流,Rc 是输出电容器的 ESR(对应开关频率点的 ESR)。
考虑输出电容ESL和ESR的公式
输出纹波电压 ΔV_COUT 可以表示为三个部分之和:
ΔV(COUT,ESL) 、 ΔV(COUT,ESR) 、 ΔV(COUT,C)
在已知电感上的纹波电流 ΔIL 和输出电容 ESR 的情况下,输出电容ESR纹波电压分量可以表示为:
ΔV(COUT,ESR) = (3 * ΔIo) / (ΔVdrop * f)
其中,ΔIo 是负载电流,ΔVdrop 是输出电压的波动量,f 是开关频率。
简化公式估算
对于 Buck 电路,可以使用简化的公式进行纹波估算:
ΔV_out = ΔI_L * ESR_C
其中,ΔI_L 是电感电流的波动量,ESR_C 是电容的等效串联电阻,ΔV_out 是输出电压的波动量,ω_s 是开关频率,L 是电感值,R 是负载电阻。
电感电流纹波量的计算
电感电流的纹波量 Δi 可以通过以下公式计算:
Δi = (VIN - VOUT) / L * D * (1/fsw)
其中,VIN 是输入电压,VOUT 是输出电压,D 是占空比,fsw 是开关频率。
这些公式可以帮助工程师估算和分析 Buck 电路中的电压纹波,从而进行合适的滤波器设计和元件选择。在实际应用中,可能还需要考虑其他因素,如二极管导通压降、电感的直流电阻等,以确保满足设计要求。