¿Corriente de ondulación del inductor de entrada del regulador buck?

Si no hubiera componentes en la entrada, la corriente consumida por el convertidor Buck habría sido triangular o trapezoidal (dependiendo de su configuración), y la fórmula para ello habría sido la que dio (idealmente) .

Pero la entrada ahora es un filtro LC de paso bajo, de una frecuencia característica de \ $ \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} \ $. Ya sea que se trate de un filtro ideal o no, la función de transferencia es conocida (paso bajo de LC simple, con o sin R). Dado que la corriente de entrada también se puede deducir (usted conoce la topología y su valor), también puede deducir el contenido armónico y aplicarlo a la función de transferencia.

Por ejemplo, aquí hay un ejemplo simple (el IC en su ejemplo funciona en el rango de MHz, por el tiempo, elegí una frecuencia de conmutación más pequeña). L = 22 \ $ \ mu \ $ H, C = 22 \ $ \ mu \ $ F, R _L = 3.3 \ $ \ Omega \ $ = > I _OUT = 1A

$$ \ Delta_ {I_L} = \ frac {(5-3.3) * 0.666} {22e-6 * 100e3} = 0.515 $$ $$ I_ {MAX} = I_ {OUT} + \ frac {\ Delta_ {I_L}} {2} = 1.257 $$ $$ I_ {MAX} = I_ {OUT} - \ frac {\ Delta_ {I_L}} {2} = 0.743 $$

Así es como se ve:

Dadoquelacorrientemínimaesmayorquecero,lacorrientedeentradaserátrapezoidal,conlosvalorescalculados:

Y,comoelfiltrodeentradaesideal,sufuncióndetransferenciaes:

$$H(s)=\frac{\frac{1}{LC}}{s^2+\frac{1}{LC}}$$$$f_p=\frac{1}{2\pi\sqrt{1e-6*10e-6}}=50.33\text{kHz}$$

Lafrecuenciadeconmutaciónesde100kHz,elfiltrotieneunapendientede-40dB/dec,elcontenidoarmónicodelacorrientedeentradasepuedeencontrar,asíqueaquíestálaFFTdelacorrientedeentradafiltrada:

ysurespuestadetiempo,queeslasumadetodoslosarmónicosfiltrados:

Si no hubiera un filtro de entrada, no habría habido ningún filtro, por lo que la corriente no habría cambiado. Además, este tipo de corriente se puede expresar analíticamente como una serie de Fourier y, dada la función de transferencia conocida del filtro de entrada, se puede determinar la atenuación de cada armónica, luego deducirla matemáticamente, pero requiere mucho tiempo y es una de las razones por las que FFT y existen simuladores.

Esto es además de otras respuestas.

Esto se puede modelar como un filtro LCLC con la segunda L cambiada con un pulso cuadrado y una carga resistiva.

Pero en realidad, cada parte reactiva tendrá un valor de ESR que afecta la disipación de energía y la tensión y la corriente de ondulación.

La corriente L de ondulación primaria será aproximadamente igual a la corriente L secundaria, excepto que el tiempo de subida de la corriente primaria dependerá de la relación L / R = T de esa parte para el ruido conducido de regreso a la fuente, que puede o no ser relevante.

La potencia de salida se puede ver desde una perspectiva de conversión y pérdida de energía al observar el DCR de cada bobina y el ESR de cada tapa con una salida de 3.3V@1A o 3.3W a 3.3 Ohms.

La impedancia de L2 de 2.2 uH a 2.25MHz es de aproximadamente 33 ohmios o 10 veces la carga mínima R.

La impedancia de L1 de 1uH es de aproximadamente 15 ohmios, por lo que una perla de ferrita con un valor nominal de 10 ohmios a 1MHz puede considerarse similar pero no exactamente la misma, dependiendo de la corriente nominal, SRF, nivel de saturación, etc. Corrientes altas cargando hasta C1.

C1 también debe tener un ESR ultra bajo debido a las corrientes de borde alto para minimizar la disipación de energía en una parte pequeña y debe ser más bajo que el interruptor FET grande que también es RdsOn bajo.