스트컨버터의 전력계 기본 계산
벅 컨버터의 전력계 기본 계산
이 애플리케이션 노트는 통합 스위치가 있고 연속 전도 모드에서 작동하는 IC로 제작된 부스트 컨버터의 전력계 계산을 위한 방정식을 제시합니다. 부스트 컨버터의 기능(참고 문헌 1 참조)이나 컨버터 보상 방법에 대한 자세한 내용은 제공하지 않습니다. 자세한 정보가 필요한 경우 이 문서의 끝 부분에 있는 참고 문헌을 참조하십시오.
설명이 없는 방정식에 대해서는 섹션 8을 참조하십시오.
1 부스트 컨버터의 기본 구성
그림 1-1에는 스위치가 사용된 IC에 통합된 부스트 컨버터의 기본 구성이 나와 있습니다. 종종 저전력 컨버터는 컨버터에 통합된 두 번째 스위치로 다이오드 대체를 제공합니다. 이 경우 다이오드의 전력 손실 방정식 외에도 이 문서의 모든 방정식이 적용됩니다.
그림 1-1 부스트 컨버터 전력계1.1 전력계에서 필요한 매개변수
전력계를 계산하려면 다음 4가지 매개 변수가 필요합니다.
- 입력 전압 범위: VIN(min) 및 VIN(max)
- 공칭 출력 전압: VOUT
- 최대 출력 전류: IOUT(max)
- 부스트 컨버터를 구축하는 데 사용되는 집적 회로. 계산에 필요한 일부 매개 변수를 데이터 시트에서 추출해야 하기 때문에 이 작업이 필요합니다.
이러한 매개 변수를 알면 전력계 계산이 수행됩니다.
2 최대 스위치 전류 계산
스위치 전류를 계산하는 첫 번째 단계는 최소 입력 전압에 대한 듀티 사이클 D를 결정하는 것입니다. 최대 스위치 전류로 이어지기 때문에 최소 입력 전압이 사용됩니다.
VIN(min) = 최소 입력 전압
VOUT = 원하는 출력 전압
η = 컨버터의 효율(예: 약 80%)
컨버터가 손실 에너지도 공급해야 하므로 듀티 사이클 계산에 효율성이 추가됩니다. 이 계산은 효율성 계수가 없는 방정식보다 더 현실적인 듀티 사이클을 제공합니다.
예상 계수(예: 80%(부스트 컨버터의 최악의 경우 효율에는 비현실적이지 않음)를 사용하거나 선택한 컨버터의 데이터 시트에서 일반 특성 섹션
(참조 3 및 4)을 참조하십시오.
최대 스위치 전류를 계산하기 위한 다음 단계는 인덕터 리플 전류를 결정하는 것입니다. 컨버터 데이터 시트에서는 일반적으로 IC와 함께 사용할 특정 인덕터 또는 다양한 인덕터 이름을 지정합니다. 권장 인덕터 값을 사용하여 리플 전류, 권장 범위 내의 인덕터 값 또는 데이터 시트에 제시되지 않은 경우 이 애플리케이션 노트의 인덕터 선택 섹션에서 계산된 값을 계산합니다.
VIN(min) = 최소 입력 전압
D = Equation1
fS로 계산된 듀티 사이클 = 컨버터의 최소 스위칭 주파수
L = 선택한 인덕터 값
이제 선택한 IC가 최대 출력 전류를 제공할 수 있는지 결정해야 합니다.
ILIM(min) = 통합 스위치의 전류 제한 최소값(데이터 시트에 제공)
ΔIL = Equation2
D로 계산된 인덕터 리플 전류 = Equation1에서 계산된 듀티 사이클
선택한 IC의 최대 출력 전류인 IMAXOUT에 대해 계산된 값이 시스템 요구 최대 출력 전류보다 낮은 경우, 스위치 전류 제한이 더 높은 다른 IC를 사용해야 합니다.
IMAXOUT에 대한 계산 값이 필요한 것보다 약간 작은 경우에만 권장 범위에 있는 경우 인덕턴스가 더 높은 인덕터와 함께 선택한 IC를 사용할 수 있습니다. 인덕턴스가 높을수록 리플 전류를 감소시켜 선택한 IC를 사용하여 최대 출력 전류를 높입니다.
계산된 값이 애플리케이션의 최대 출력 전류보다 높을 경우 시스템의 최대 스위치 전류가 계산됩니다.
ΔIL = Equation2
IOUT(max)에서 계산된 인덕터 리플 전류 = 애플리케이션에 필요한 최대 출력 전류
D = Equation1에서 계산된 듀티 사이클
이것이 바로 피크 전류, 인덕터, 통합 스위치 및 외부 다이오드가 견뎌야 하는 것입니다.