同步Buck降压变换器输入电容电流的有效值是怎么计算的

选取同步Buck降压变换器输入电容时，要根据其电流波形，计算有效值的电流。当上管开通时，下管关断；上管关断时，下管导通续流，其电流的通路分别如图1、图2所示。

图1：上管开通时电流的通路

图2：上管关断时电流的通路

如果规定输入电容的参考电流向上也就是放电的方向为正方向，那么，上管开通时：

ITH=IIN+ICIN

其中，ITH为上管的电流，IIN为输入电流，ICIN为输入电容的电流。

上管关断的：

IIN=-ICIN

输出电感的电流IL的平均值为Io，一个完整的开关周期的各电流的波形如图3所示。

图3：同步Buck降变换器电流波形

输入电容的电流的有效值RMS为:

不考虑效率，则有：

将IIN、I1和I2代入（1）式：

公式化简过程如图所示。

图4：公式化简

如果不考虑输出电感电流的纹波，将输入的梯形波看成方波，即：r=0，那么，输入电容有效值电流近似为：

这个公式也就是在很多BUCK IC的数据表中看到的简化计算输入电容有效值电流的公式。

若VIN=19V, Io=10A，分别计算Vo=1V、Vo=5V，以及 r=0、r=0.1、r=0.3、r=0.4的输入电容有效值电流，如表1所示。

表1：输入电容有效值电流

由表1计算结果可以看到：输入电容有效值电流近似公式计算的结果，和精确公式计算的结果，误差非常小，输入电容有效值电流完全可以使用近似公式计算。

小贴士：通用波形有效值计算公式

图5：通用波形

通用波形分段线性，有效值计算公式如下：