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DC-DC 变换器计算器

Buck / Boost 占空比、电感纹波与峰值电流快速估算

本页算什么

免费段按目标纹波比例反推 Buck/Boost 的占空比、推荐电感、峰值电流与输出电容,用于方案阶段的量级估算。取件之后的事——实际电感下还动不动得了 CCM、离电感饱和还有多远、损耗都耗在谁身上、方案书里的效率靠不靠谱——在下方专业段逐条校核。

DC-DC 等效电路模型
Buck 降压变换器标准拓扑Vin输入S / Q1SWLD1阳极接地,阴极接 SW 节点VoutCoutLoad负载
输入参数
计算结果
占空比 D
20.83 %
输出功率 Pout
10 W
输入电流 Iin
0.463 A
电感纹波 ΔIL
0.6 A
推荐电感 L
21.99 μH
峰值电流 Ipeak
2.3 A
输出电容 Cout
5 μF
DC-DC 完整校核
专业版

上面按目标纹波比例反推的是「推荐电感」——实际取件不会正好是那个值,而取件之后的一切都变了:实际电感决定真实的纹波与峰值电流,轻载时还可能掉进 DCM 让上面那套公式全部失效。这里用你实际选的电感与器件参数(全部查数据手册填入)重算,校核 CCM/DCM 边界与电感饱和余量,把损耗拆到导通/开关/栅驱/磁芯/电容逐项看谁在发热,没算的项进未计项清单,并和你方案书里的标称效率对口径;不合格时反解所需的最小 Isat 与维持 CCM 的最小电感。

主参数

与免费段同一组——这里用它重算实际工况

实际器件参数

全部查数据手册填入——本工具不内置任何厂商数据;同步整流填 Vf = 0

免费段给的是推荐值,这里填真取的那颗
查电感数据手册;注意各厂 Isat 口径(感量跌落 10%~30%)不同
查电感数据手册
查控制器/MOSFET 数据手册
查二极管数据手册;同步整流填 0
查电容数据手册,多颗并联按并联值
你方案书里写的那版,用来和损耗分解对口径;Boost 下还用它按 Pout/(η·Vin) 算电感平均电流,与免费段同口径,请与免费段填一致
查 MOSFET 数据手册;tr+tf = 0 不算开关损耗
查数据手册
查数据手册;与驱动电压任一 0 不算栅驱动损耗
查控制器/驱动器数据手册
选填,查数据手册;0 = 不算(工程近似口径)

磁芯损耗(选填)

多数电感手册不给 Steinmetz 参数——没有就留 0,该项如实不算并进未计项清单

查磁芯材料手册,五件填齐才算
查磁芯材料手册
查磁芯材料手册
按电感伏秒与磁芯参数折算,或查厂家损耗曲线
查磁芯手册

输入电容

Buck 的输入电流是断续的,输入电容吃纹波电流;Boost 输入电流连续,纹波很小

查电容数据手册,多颗并联按并联值;0 = 不算该项损耗
查电容数据手册;填了才出校核行
填好左边的参数,点「开始校核」出结果
电子电路设计链 · 同一套电源设计的另外四步
常见问题 FAQ

DC-DC Buck 和 Boost 有什么区别?

Buck 用于降压,要求输入电压高于输出电压;Boost 用于升压,要求输出电压高于输入电压。两者的占空比、电感电流纹波和器件应力不同:Buck 的电感平均电流等于输出电流,Boost 的电感平均电流等于输入电流(比输出电流大 1/(1−D) 倍),所以 Boost 的电感与开关管应力都更高。

Buck 电感怎么估算?

常用方法是先设定电感纹波比例(工程惯例取输出电流的 20%~40%),再用输入电压、输出电压、开关频率和纹波电流计算电感值,最后结合饱和电流和温升选择实物。注意这是「推荐值」——实际取件之后纹波、峰值电流、CCM/DCM 边界都要按实际电感重算,这一步在下方专业段。

电感饱和了会怎样?

电感电流峰值超过饱和电流 Isat 后电感量骤降,纹波电流失控上升,轻则效率与纹波恶化,重则开关管过流损坏。选型时 Ipeak 距 Isat 通常至少留 20% 余量(工程惯例/经验值);还要注意 Isat 与温升额定电流 Irms 是两条独立的约束,两条都要满足。

CCM 和 DCM 有什么区别,为什么轻载会掉进 DCM?

CCM(连续导通)指电感电流整个开关周期不回零;负载变轻时平均电流下降,而纹波不变,平均电流小于纹波一半时电感电流回零,进入 DCM(断续导通)。DCM 下免费段这套占空比、纹波公式全部失效,环路特性也变差。临界条件是电感等于临界电感 Lcrit——实际电感大于它就保持 CCM。

为什么算出来的效率比数据手册标称的高?

看哪些损耗算进去了。只计导通损耗(Rdson、二极管 Vf、电感 DCR、电容 ESR)效率会明显偏高;专业段可以把开关损耗(tr/tf)、栅驱动(Qg)、反向恢复(Qrr)、磁芯(Steinmetz 参数组)与输入电容 ESR 都补进损耗分解——全部按你查数据手册填的参数算,没填的项不算并进「未计项清单」如实列出。控制 IC 静态功耗与 PCB 走线损耗永远不算,所以即使填齐了,计算效率仍会比实测略高,正式设计以样机实测为准。

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