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Eletricidade

Calculadora do Conversor Buck (Ciclo de Trabalho e Bobina)

Ciclo de trabalho, valor da bobina, ondulação e corrente de pico, e corrente de entrada de um conversor redutor (buck) a partir das tensões, da corrente de carga, da frequência de comutação e do rendimento.

Resultados

Indutância necessária 54,0 µH
Ciclo de trabalho, com as perdas 46,3 %
Ciclo de trabalho, sem perdas 41,7 %
Corrente de ondulação, pico a pico 0,60 A
Corrente de pico na bobina 2,30 A
Corrente média de entrada 0,93 A
Este conversor consegue? Sim
Como varia
Indutância necessáriaFrequência de comutação 20 – 500. Indutância necessária: 270,062 → 10,8025Indutância necessária0100200300100200300400500Frequência de comutação (kHz)

A linha tracejada marca o valor que escreveu.

O que faz esta ferramenta

Um conversor buck corta a entrada e faz a média com uma bobina, por isso o ciclo de trabalho ideal é simplesmente Vsaída ÷ Ventrada; as perdas tornam o real um pouco maior, e aqui o rendimento junta-as todas. A bobina escolhe-se pela ondulação de corrente que se aceita: uma regra prática comum é 20–40 % da corrente de saída, e a corrente de pico, a de saída mais metade da ondulação, é a que a bobina tem de suportar sem saturar. Uma frequência de comutação maior permite uma bobina proporcionalmente mais pequena, à custa de mais perdas de comutação.

Fórmula

D = Vout ÷ (Vin × η) (ideal: Vout ÷ Vin) · L = (Vin − Vout) × D ÷ (f × ΔI) · Iin = Vout × Iout ÷ (Vin × η)

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
viTensão de entradaV
voTensão de saídaV
ioCorrente de saídaA
fFrequência de comutaçãokHz
rpOndulação da corrente na bobina (parte da corrente de saída)%
etRendimento%
LIndutância necessáriaµH
DCiclo de trabalho, com as perdas%
DICiclo de trabalho, sem perdas%
DLCorrente de ondulação, pico a picoA
IPCorrente de pico na bobinaA
IICorrente média de entradaA
STEste conversor consegue?—

Exemplo resolvido

  • Tensão de entrada12 V
  • Tensão de saída5 V
  • Corrente de saída2 A
  • Frequência de comutação100 kHz
  • Ondulação da corrente na bobina (parte da corrente de saída)30 %
  • Rendimento90 %
  • Indutância necessária54,0 µH
  • Ciclo de trabalho, com as perdas46,3 %
  • Ciclo de trabalho, sem perdas41,7 %
  • Corrente de ondulação, pico a pico0,60 A
  • Corrente de pico na bobina2,30 A
  • Corrente média de entrada0,93 A
  • Este conversor consegue?Sim

Limitações

  • As instalações elétricas são regidas por regras nacionais. O dimensionamento de cabos depende também do modo de instalação, agrupamento, temperatura ambiente e proteções, que esta calculadora não avalia.
  • Os rendimentos e consumos variam de produto para produto. Tire os valores da ficha técnica do fabricante do produto que vai mesmo usar.