本节抓手
- ΔVout = ΔI_L / (8×f×C)
- C 越大,电压纹波越小;f 越高,纹波越小
- L 控制电流纹波,C 控制电压纹波——分工明确
电感决定电流纹波,电容决定电压纹波。公式:ΔVout ≈ ΔI_L / (8×f×C)。
在 CCM 下,流入输出电容的是电感电流的交流分量(三角波纹波部分)。电容对这个三角波电流进行积分,产生输出电压纹波。
数学推导结果:ΔVout = ΔI_L / (8×f×C)。注意这里有个 8——因为三角波电流经积分后的纹波峰-峰值是 ΔI/(8fC),而不是直觉上的 ΔI/(fC)。
以 L=1mH, C=10μF 为例:ΔVout = 0.3/(8×10000×0.00001) ≈ 0.375V。对于 6V 输出这是 6.25% 的纹波——相当大了。如果 C 改为 100μF,纹波降到 37.5mV(0.6%)。
总结 Buck 稳态设计的两个核心公式:电感决定电流纹波 ΔI = (VIN−VOUT)×D/(f×L),电容决定电压纹波 ΔV = ΔI/(8×f×C)。选好 L 和 C,就能控制纹波水平。
C=10μF, L=1mH。输出纹波≈0.375V(6.25%),清晰可见。
读完这一节后,先运行示例,再对照上面的观察点去看节点、电流和波形变化;如果想继续自由操作,可以把当前示例单独打开。