反相升降壓轉換器計算機

反相升降壓轉換器是一種切換式 DC-DC 拓撲，可產生極性與輸入相反的輸出電壓。在開關導通期間，輸入電源將能量儲存在電感中，二極體則隔離輸出。在開關截止期間，電感端電壓反向，並經由二極體將能量傳送至輸出電容與負載。改變每個切換週期中的導通時間比例，就能產生大小低於或高於輸入電壓的輸出。 對於工作於連續導通模式的理想轉換器，輸出電壓大小除以輸入電壓，等於工作週期除以一減工作週期。整理可得：工作週期 = 輸出電壓大小除以輸入與輸出電壓大小之和。因此，12 V 輸入與 5 V 輸出電壓大小所需的理想工作週期約為百分之 29.41。實際控制器所需工作週期可能略有差異，因為理想電壓轉換式不包含半導體壓降、繞組電阻、切換損失及控制電路耗能。 輸出電流等於輸出功率除以輸出電壓大小。平均輸入電流由考慮效率後的功率平衡估算：輸入電流 = 輸出功率除以輸入電壓與小數形式效率的乘積。此計算機的平均電感電流依連續導通輸出關係求得，即輸出電流等於電感電流乘以一減工作週期。漣波電流疊加在此平均值上，選擇電感前須根據電感值、切換頻率、施加電壓與工作時段另行計算。 效率雖然不會改變此處顯示的理想工作週期，卻會大幅影響輸入電流與熱設計。損失功率會在開關、二極體或同步整流器、電感、電容等效電阻及控制電路中轉為熱。由於峰值與均方根值較高，額定電流需高於計算平均值並保留裕量。啟動、限流、非連續導通、最短導通時間與暫態響應，也可能決定預定工作點是否可行。 本計算機適合拓撲的初步評估，不適合直接用於最終元件選型。請確認控制器支援反相配置、所需工作週期範圍，並符合所有接腳的絕對最大電壓限制。依控制器資料表推導電感值及漣波、輸出電容漣波電流、開關應力、二極體逆向電壓、補償及熱限制。輸出節點電位低於輸入接地，會影響探棒、連接器、回授網路與後級電路。切勿以會造成負輸出短路的方式連接接地式示波器的接地夾。