Ciclo de trabalho do conversor buck-boost inversor

Informe ambas como valores positivos em volts, mesmo que o barramento físico de saída seja negativo em relação à referência de entrada. A ferramenta aplica a relação ideal em condução contínua, apresenta o ciclo como fração e porcentagem e também mostra a relação de tensões solicitada. Ela é útil na seleção inicial da topologia e nas verificações preliminares antes de considerar perdas, limites dos componentes e margens de controle.

Informe magnitudes de tensão para uma fonte inversora

Use a tensão disponível na entrada do conversor e a magnitude da tensão de saída desejada. Por exemplo, para converter uma fonte positiva de 12 V em um barramento de -5 V, informe 12 em input_voltage e 5 em output_voltage. Não informe -5, pois a equação já representa uma topologia inversora e trabalha com valores absolutos. Os dois números devem ser finitos e maiores que zero. A calculadora pressupõe a mesma unidade para ambos, e o formulário publicado os identifica em volts. O resultado duty_cycle é uma fração entre zero e um; duty_cycle_percent representa esse mesmo valor multiplicado por 100. Assim, 0.294118 corresponde a aproximadamente 29.4118 por cento de tempo ligado em cada período. Essa diferença é importante ao transferir o resultado para a folha de dados de um controlador, simulador, planilha ou firmware, pois cada destino pode esperar uma fração normalizada ou uma porcentagem. voltage_ratio apresenta |Vout| dividido por |Vin| e permite conferir rapidamente o nível de conversão solicitado.

Entenda a equação ideal do buck-boost

Em um conversor buck-boost inversor ideal operando no modo de condução contínua, a relação entre magnitudes é |Vout| / |Vin| = D / (1 - D). Isolando o ciclo de trabalho, obtém-se D = |Vout| / (|Vin| + |Vout|). A calculadora avalia diretamente essa forma rearranjada, sem solucionador iterativo, e fornece uma resposta determinística. Quando a magnitude de saída é igual à de entrada, o ciclo ideal é 0.5. Uma saída menor gera um ciclo abaixo de 0.5; uma saída maior gera um valor acima de 0.5. A fórmula descreve a relação em regime permanente do estágio de potência ideal, mas não prevê frequência de chaveamento, ondulação, corrente no indutor, esforço máximo na chave, eficiência ou resposta transitória. A condução contínua também pressupõe que a corrente do indutor não chegue a zero durante um período. Caso o projeto real entre em condução descontínua na carga prevista, outra relação se aplica, e este resultado ideal não deve ser considerado o ciclo operacional.

Use o resultado como ponto de partida prático

Trate o ciclo calculado como uma meta preliminar, e não como um projeto completo. Chaves, diodos, indutores, capacitores, trilhas e elementos de medição reais introduzem quedas e perdas; por isso, um conversor regulado normalmente exige um ciclo operacional diferente. A tensão de entrada também varia na maioria dos sistemas. Calcule o ciclo nas tensões mínima, nominal e máxima de entrada, mantendo fixa a magnitude de saída desejada; os três resultados mostram a faixa que o controlador deverá suportar. Compare essa faixa com o tempo mínimo ligado, o limite máximo de ciclo, a frequência de chaveamento e os requisitos de compensação. Verifique separadamente as classificações de tensão e corrente dos semicondutores, pois a chave de um buck-boost inversor pode sofrer esforços combinados de entrada e saída. Calcule também a ondulação e o pico de corrente do indutor para a frequência e a indutância escolhidas. Por fim, confirme o projeto em uma simulação com componentes reais e em bancada, variando carga, temperatura e alimentação. A API custa US$ 0,002 por solicitação, enquanto o navegador usa o mesmo núcleo determinístico.