降压升压转换器参数计算器

支持 Buck(降压)、Boost(升压)、Buck-Boost(升降压)三种拓扑,计算占空比、最小电感、电流纹波、峰值电流及输出电容。

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使用说明

  1. 选择转换器拓扑类型:降压 Buck、升压 Boost 或升降压 Buck-Boost。
  2. 输入输入电压 Vin(V)、输出电压 Vout(V)、最大输出电流 Iout(A)、开关频率 f(kHz)、输出纹波 ΔVout(mV)。
  3. 点击「计算」按钮(或直接修改任一输入框触发自动计算)。
  4. 结果区会展示:占空比 D、最小电感 Lmin、推荐电感值(在最小值基础上 ×1.2 留余量)、电感电流纹波 ΔIL、峰值电感电流、最小输出电容 Cout。
  5. 下方公式框列出当前拓扑对应的四个计算公式(占空比、最小电感、电流纹波、输出电容),便于核对计算依据。
  6. 点击「加载示例数据」可恢复默认的 Buck 拓扑示例:Vin=12V、Vout=5V、Iout=2A、f=100kHz、ΔVout=50mV。

功能介绍

  • 支持三种基本 DC-DC 开关变换器拓扑的参数计算:Buck 降压(D=Vout/Vin)、Boost 升压(D=1-Vin/Vout)、Buck-Boost 升降压(D=Vout/(Vin+Vout))。
  • 基于电感纹波电流系数法(默认取 30% 输出电流作为纹波系数)计算各拓扑所需的最小电感值 Lmin,并给出留出 20% 裕量的推荐电感值。
  • 计算电感电流纹波 ΔIL 及对应拓扑下的峰值电感电流(Buck 为 Iout+ΔIL/2;Boost/Buck-Boost 需考虑占空比换算后的平均电流 Iout/(1-D))。
  • 基于给定的允许输出纹波电压 ΔVout,计算满足纹波要求所需的最小输出电容 Cout(Cout=ΔIL/(8×f×ΔVout))。
  • 三种拓扑各自展示对应的计算公式文本(占空比、电感、电流纹波、输出电容四条),方便工程师核对手算结果。

使用场景

Buck 降压电源电感/电容选型
为 5V 转 3.3V 或 12V 转 5V 等常见降压电源设计,根据目标纹波和电流确定电感和输出电容的最小规格。
Boost 升压电路(如电池升压供电)参数预估
为锂电池 3.7V 升压至 5V/12V 等应用场景计算所需的最小电感值和峰值电感电流,用于电感选型时核对饱和电流是否足够。
Buck-Boost 升降压电源设计(输入电压跨越输出电压)
当输入电压范围(如电池 2.5V~4.2V)横跨输出电压(如 3.3V)时,使用升降压拓扑计算相应的占空比和元件参数。
对比不同开关频率对电感/电容尺寸的影响
通过调整开关频率 f 的取值,观察最小电感和输出电容需求如何变化,用于在开关损耗与元件尺寸之间做权衡设计。

常见问题

电感纹波系数固定是 30%,能不能自定义?
不能。工具内部固定采用工程上常见的 30% 输出电流作为纹波系数(即公式中的 0.3×Iout)来计算最小电感值,这是一个通用的经验取值,如果你的设计需要不同的纹波系数(如 20% 或 40%),需要按对应拓扑的公式手动重新计算。
推荐电感值和最小电感值有什么区别?
最小电感值 Lmin 是刚好满足 30% 纹波系数要求的理论下限;推荐电感值在此基础上乘以 1.2 倍安全裕量并向上取整到 0.1μH,是更贴近实际选型(考虑电感容差、温漂等因素)的参考值,实际选型时建议在推荐值附近选择最接近的标称电感(如 E12 系列)。
Boost 和 Buck-Boost 拓扑的峰值电感电流为什么比 Iout 大很多?
因为升压和升降压拓扑中,电感电流的平均值不等于输出电流,而是 Iout/(1-D)(D 为占空比),当占空比较大(输出电压远高于输入电压,或升降压比例较大)时,(1-D) 很小,导致电感平均电流和峰值电流显著放大,这是升压类拓扑的固有特性,选择电感和开关管时必须按峰值电流留足够裕量。
如果 Vin、Vout、Iout 或 f 输入为 0 会怎样?
工具在计算前会校验四个核心输入(Vin、Vout、Iout、f)必须大于 0,只要其中任意一个 ≤0,就不会触发计算、结果区域保持隐藏,避免出现除以 0 或无意义的负值结果。