BUCK 降压电路设计计算器

按实际设计顺序走完四步:先由输入 / 输出电压和开关频率定电感,再用选定的标准电感反推纹波与电容,最后由 FB 基准电压定分压电阻,并用标准化后的阻值反算实际输出电压。

① 电感计算→ ② 选标准电感 · 反推纹波→ ③ 输入 / 输出电容→ ④ FB 分压 · 实际 VOUT
常用规格:
1

基本参数 → 计算电感值

输入电压、目标输出电压、负载电流和开关频率决定占空比与所需电感量。

D = VOUT / VIN · ΔIL = 纹波比 × IOUT · L = (VIN − VOUT) × D / (ΔIL × fSW)
V
V
A
kHz
%
占空比 D
—
导通时间 tON
—
目标纹波电流 ΔIL
—
计算电感值 L
—
2

选定标准电感 → 反推实际纹波

把计算值落到 E12 标准系列上,再用选定的电感反算真实纹波、峰值电流和饱和电流要求。

ΔIL(实际) = (VIN − VOUT) × D / (L选定 × fSW) · IPK = IOUT + ΔIL / 2
实际纹波电流 ΔIL
—
实际纹波比
—
电感峰值电流 IPK
—
电感 RMS 电流
—
CCM 临界负载
—
建议饱和电流 ISAT
—
电感电流波形(一个开关周期,CCM)

选电感时除感量外还要看:Isat ≥ 建议值(留 20% 裕量)、温升电流 ≥ 电感 RMS 电流、DCR 尽量小(直接决定导通损耗与效率)。

3

设定纹波电压 → 输入 / 输出电容

由第 2 步的实际纹波电流和允许的电压纹波,算出电容下限与 ESR 上限,再落到标准容量核对。

COUT ≥ ΔIL / (8 × fSW × ΔVOUT) · ESR ≤ ΔVOUT / ΔIL · CIN ≥ IOUT × D × (1−D) / (fSW × ΔVIN)
mV
mV
mΩ
COUT 计算下限
—
ESR 上限
—
预估实际输出纹波
—
输出电容纹波电流 RMS
—
CIN 计算下限
—
输入电容纹波电流 RMS
—

预估纹波 = 容性分量 ΔIL/(8·f·C) + ESR 分量 ΔIL×ESR。陶瓷电容注意直流偏压降容:标称 22µF 在工作电压下可能只剩一半,选型时按有效容值留裕量,必要时多颗并联分摊纹波电流。

4

FB 基准电压 → 分压电阻 → 实际输出电压

给定芯片的反馈基准 VFB,先定下分压电阻 R下,算出 R上,双双落到标准系列后反算真实输出电压。

R上 = R下 × (VOUT / VFB − 1) · VOUT(实际) = VFB × (1 + R上 / R下)
图例 · 分压电阻接法(阻值与电压随下方计算实时更新)
VOUT 输出端 — R上 — FB 节点 — FB 引脚 芯片内部基准 R下 — I 分压 — GND

R上 串在输出端与 FB 节点之间,R下 串在 FB 节点与地之间,两者别接反。芯片调节占空比,始终让 FB 节点电压等于基准 VFB,所以 R上 / R下 的比值就决定了输出电压;同一串电流即分压电流,流向为 VOUT → R上 → R下 → GND。

V
kΩ
R上 计算值
—
实际输出电压 VOUT
—
与目标偏差
—
分压电流
—

分压电流一般取 0.1–1 mA:太小易被 FB 引脚偏置电流和噪声干扰,太大了白白吃静态功耗。R下 用 10kΩ 是多数芯片手册的推荐起点。

计算口径:理想 CCM 连续导通模式,占空比未计入开关管 / 二极管压降与电感 DCR,实际占空比会略大;轻载进入 DCM 后纹波与输出电压都会变化。

结果用于选型初算,定版前请再对照芯片规格书的典型应用与环路补偿要求复核。

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