Ondulação de Tensão de Saída do SMPS

ΔV = Iout × D × (1−D) / (f × C)

Resposta rápida

Esta calculadora resolve ΔV = Iout × D × (1−D) / (f × C) para Capacitância de Saída. Com Ondulação de Tensão 0.6 V, Corrente de Saída 2 A, Ciclo de Trabalho 50 %, Frequência de Comutação 100 kHz, o resultado é 8.333 µF.

Calculadora

Resultado
—

Fórmula

ΔV = Iout × D × (1−D) / (f × C)

Descrição

A ondulação de tensão de saída numa fonte de alimentação comutada é causada pela corrente de ondulação do indutor a carregar e descarregar o condensador de saída. Uma ondulação mais baixa requer uma frequência de comutação mais alta, mais capacitância de saída, ou ambas. A ondulação é máxima em D = 0,5 e diminui em direção a ambos os extremos do ciclo de trabalho. Esta fórmula simplificada assume condensadores ideais; na prática, a ESR do condensador contribui frequentemente mais para a ondulação do que o termo capacitivo, especialmente com condensadores eletrolíticos. Use condensadores cerâmicos de baixa ESR para o melhor desempenho de ondulação.

Variáveis

  • ΔV — Ondulação de tensão de saída pico a pico (V)
  • Iout — Corrente de carga de saída (A)
  • D — Ciclo de trabalho (0 a 1)
  • f — Frequência de comutação (Hz)
  • C — Capacitância de saída (F)

Notas Práticas

Ondulação total = ondulação capacitiva + ondulação ESR. Ondulação ESR = ΔI_indutor × ESR. Para condensadores de saída cerâmicos, o termo capacitivo domina. Para condensadores eletrolíticos, a ESR domina geralmente. Os alvos típicos de ondulação são 1-3% de Vout. Um filtro LC pós-saída pode reduzir ainda mais a ondulação em 20-40 dB para cargas sensíveis ao ruído.

Símbolos e unidades

Símbolo Significado Unidade predefinida Unidades aceitas
dV Ondulação de Tensão mV pV, nV, µV, mV, V, kV
Iout Corrente de Saída A pA, nA, µA, mA, A, kA
D Ciclo de Trabalho — —, %
f Frequência de Comutação kHz Hz, kHz, MHz, GHz
C Capacitância de Saída µF pF, nF, µF, mF, F

Passo a passo

  1. 1. Dados conhecidos: Ondulação de Tensão 0.6 V, Corrente de Saída 2 A, Ciclo de Trabalho 50 %, Frequência de Comutação 100 kHz
  2. 2. A relação: ΔV = Iout × D × (1−D) / (f × C)
  3. 3. Substituir: dV = 0.6 V, Iout = 2 A, D = 50 %, f = 100 kHz
  4. 4. Resultado: Capacitância de Saída = 8.333 µF

Grandezas relacionadas com os mesmos dados

  • P = V × I = 1.2 W

Valores normalizados mais próximos

Série Valor mais próximo Erro
E12 8.2 µF 1.6%
E24 8.2 µF 1.6%

Exemplos resolvidos

Faixa mínima

Dados: Ondulação de Tensão 10 mV, Corrente de Saída 2 mA, Ciclo de Trabalho 2.5 %, Frequência de Comutação 100 Hz

Resultado: Capacitância de Saída = 48.75 µF

Faixa baixa

Dados: Ondulação de Tensão 100 mV, Corrente de Saída 20 mA, Ciclo de Trabalho 25 %, Frequência de Comutação 1 kHz

Resultado: Capacitância de Saída = 37.5 µF

Típico

Dados: Ondulação de Tensão 0.6 V, Corrente de Saída 2 A, Ciclo de Trabalho 50 %, Frequência de Comutação 100 kHz

Resultado: Capacitância de Saída = 8.333 µF

Faixa alta

Dados: Ondulação de Tensão 0.9 V, Corrente de Saída 100 A, Ciclo de Trabalho 0.8, Frequência de Comutação 0.5 MHz

Resultado: Capacitância de Saída = 35.56 µF

Faixa máxima

Dados: Ondulação de Tensão 9 V, Corrente de Saída 1 kA, Ciclo de Trabalho 8, Frequência de Comutação 5 MHz

Resultado: Capacitância de Saída = -1.244 mF

Como Capacitância de Saída varia com Ondulação de Tensão

Ondulação de Tensão (entrada) Capacitância de Saída (resultado)
60 mV 83.33 µF
150 mV 33.33 µF
0.3 V 16.67 µF
0.45 V 11.11 µF
0.6 V 8.333 µF
0.9 V 5.556 µF
1.2 V 4.167 µF
2.4 V 2.083 µF
4.2 V 1.19 µF
6 V 0.8333 µF

O mesmo resultado noutras unidades

Unidade Valor
pF 8333000
nF 8333
µF 8.333
mF 0.008333

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Perguntas frequentes

Como se calcula Ondulação de Tensão de Saída do SMPS?

Use ΔV = Iout × D × (1−D) / (f × C). Com Ondulação de Tensão 0.6 V, Corrente de Saída 2 A, Ciclo de Trabalho 50 %, Frequência de Comutação 100 kHz, Capacitância de Saída dá 8.333 µF.

Qual é a fórmula de Ondulação de Tensão de Saída do SMPS?

A fórmula é ΔV = Iout × D × (1−D) / (f × C). A ondulação de tensão de saída numa fonte de alimentação comutada é causada pela corrente de ondulação do indutor a carregar e descarregar o condensador de saída.

Que unidades usa Ondulação de Tensão de Saída do SMPS?

Capacitância de Saída é apresentado em pF, nF, µF, mF. Os valores são guardados internamente em unidades base do SI, pelo que pode misturar prefixos sem converter à mão.

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