Tensión de ondulación de entrada y tensión de ondulación de salida para condensadores

Ambos condensadores tienen ondulación porque la corriente del inductor sube o baja.

Tiene la ondulación de salida calculada, o la corriente del inductor es lo suficientemente grande como para que la corriente pueda cargar la tapa, o la corriente del inductor es baja, por lo que la tapa debe descargarse en la carga.

Lo mismo ocurre con el condensador de entrada. O el interruptor está encendido, por lo que se extrae corriente de él para aumentar la corriente del inductor, o el interruptor está apagado, por lo que no se extrae corriente, que es la fase en la que cae la corriente del inductor.

La corriente en el condensador de entrada depende de la estructura de la celda de conmutación y de las condiciones de funcionamiento. Lo primero que se debe tener en cuenta con un desacoplamiento perfecto o con un filtro frontal es que todos los pulsos de CA de alta frecuencia son entregados por el capacitor mientras la corriente de CC fluye en la fuente de entrada. Por supuesto, es una aproximación, pero esto es lo que se implica al calcular las corrientes de ondulación. La corriente absorbida por un convertidor reductor, por ejemplo, es la del interruptor de encendido. Esa corriente está formada por un componente de CC y uno de CA. La suma cuadrática de estas corrientes conduce a la corriente rms de entrada:$I_{SW,rms}=\sqrt{I_{in,dc}^2+I_{in,ac}^2}$.

En esta fórmula, la corriente continua es simplemente la corriente de entrada que se obtiene conociendo la potencia entregada y el voltaje de entrada:$I_{in,dc}=\frac{P_{out}}{V_{in}}=\frac{V_{out}I_{out}}{V_{in}}=MI_{out}$. La corriente rms en el capacitor se deriva así como$I_{C,rms}=\sqrt{I_{SW,rms}^2-I_{in,dc}^2}$.

Para determinar la corriente rms en el interruptor de alimentación, puede echar un vistazo a la fórmula que derivé en la segunda edición de mi libro sobre fuentes de alimentación. Si simula o mide la corriente que circula en el interruptor de encendido de un convertidor reductor operado en modo de conducción continua (CCM), debería ver esta forma de onda:

y si sigue los pasos de cálculo, la corriente rms en el interruptor se obtiene con la siguiente expresión:

$I_{SW,rms}=\frac{\sqrt{D(12I_{out}^2+\Delta I_L^2)}}{2\sqrt{3}}$.

Verifiquemos esta fórmula con un cálculo rápido en torno a un convertidor reductor de 10 A:

En este ejemplo, la corriente rms en el condensador de entrada es bastante alta y asciende a casi 5 A. La simulación SIMPLIS confirma este valor:

Si su convertidor tiene una estructura diferente, procederá de manera similar para obtener primero la firma actual de entrada y extraer el valor de CA de la misma.