干貨！同步Buck降壓變換器輸入電容電流的有效值計(jì)算

選取同步Buck降壓變換器輸入電容時(shí)，要根據(jù)其電流波形，計(jì)算有效值的電流。當(dāng)上管開通時(shí)，下管關(guān)斷；上管關(guān)斷時(shí)，下管導(dǎo)通續(xù)流，其電流的通路分別如圖1、圖2所示。

圖1：上管開通時(shí)電流的通路

圖2：上管關(guān)斷時(shí)電流的通路 

如果規(guī)定輸入電容的參考電流向上也就是放電的方向?yàn)檎较?，那么，上管開通時(shí)：

ITH=IIN+ICIN

其中，ITH為上管的電流，IIN為輸入電流，ICIN為輸入電容的電流。

上管關(guān)斷的：

IIN=-ICIN

輸出電感的電流IL的平均值為Io，一個(gè)完整的開關(guān)周期的各電流的波形如圖3所示。

圖3：同步Buck降變換器電流波形

輸入電容的電流的有效值RMS為:

不考慮效率，則有：

將IIN、I1和I2代入（1）式：

公式化簡(jiǎn)過(guò)程如圖所示。

圖4：公式化簡(jiǎn)

如果不考慮輸出電感電流的紋波，將輸入的梯形波看成方波，即：r=0，那么，輸入電容有效值電流近似為：

這個(gè)公式也就是在很多BUCK IC的數(shù)據(jù)表中看到的簡(jiǎn)化計(jì)算輸入電容有效值電流的公式。

若VIN=19V, Io=10A，分別計(jì)算Vo=1V、Vo=5V，以及 r=0、r=0.1、r=0.3、r=0.4的輸入電容有效值電流，如表1所示。

表1：輸入電容有效值電流

由表1計(jì)算結(jié)果可以看到：輸入電容有效值電流近似公式計(jì)算的結(jié)果，和精確公式計(jì)算的結(jié)果，誤差非常小，輸入電容有效值電流完全可以使用近似公式計(jì)算。

小貼士：通用波形有效值計(jì)算公式

圖5：通用波形

通用波形分段線性，有效值計(jì)算公式如下：