Ток пульсаций входной катушки индуктивности понижающего регулятора?

Если бы на входе не было компонентов, ток, потребляемый понижающим преобразователем, был бы треугольным или трапециевидным (в зависимости от его конфигурации), и формула для него была бы той, которую вы дали (в идеале).

Но вход теперь представляет собой низкочастотный LC-фильтр с характерной частотой$\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$. Является ли это идеальным фильтром или нет, передаточная функция известна (простой низкочастотный фильтр LC, с R или без него). Так как входной ток также может быть выведен (вы знаете топологию и его значение), вы также можете вывести содержание гармоник и применить его к передаточной функции.

Например, вот простой пример buck (ИС в вашем примере работает в мегагерцовом диапазоне, ради экономии времени я выбрал меньшую частоту переключения). Л=22$\mu$Н, С=22$\mu$Ф, Р _Л =3,3$\Omega$=> I _ВЫХ = 1А

Вот как это выглядит:

Поскольку минимальный ток больше нуля, входной ток будет иметь трапецеидальную форму с расчетными значениями:

А так как входной фильтр идеальный, то его передаточная функция:

Частота переключения составляет 100 кГц, фильтр имеет крутизну -40 дБ/дек, можно определить содержание гармоник входного тока, поэтому вот БПФ отфильтрованного входного тока:

и его временная характеристика, которая представляет собой сумму всех отфильтрованных гармоник:

Если бы не было входного фильтра, не было бы и фильтрации, поэтому ток не изменился бы. Кроме того, этот тип тока может быть аналитически выражен в виде ряда Фурье, и, учитывая известную передаточную функцию входного фильтра, можно определить затухание каждой гармоники, а затем вывести его математически, но это занимает много времени и является одной из причин БПФ и симуляторы есть.

Это в дополнение к другим ответам.

Это можно смоделировать как фильтр LCLC со вторым L, переключаемым прямоугольным импульсом и резистивной нагрузкой.

Но на самом деле каждая реактивная часть будет иметь значение ESR, влияющее на рассеиваемую мощность и пульсации напряжения и тока.

Первичный пульсирующий ток L будет примерно таким же, как и вторичный ток L, за исключением того, что время нарастания первичного тока будет зависеть от отношения L/R=T этой части для кондуктивного шума обратно к источнику, что может иметь значение, а может и не иметь.

Выходную мощность можно рассматривать с точки зрения преобразования энергии и потерь, глядя на DCR каждой катушки и ESR каждой крышки с выходом 3,3 В при 1 А или 3,3 Вт при 3,3 Ом.

Импеданс L2 2,2 мкГн на частоте 2,25 МГц составляет около 33 Ом или в 10 раз больше минимальной нагрузки R.

Импеданс L1 1 мкГн составляет около 15 Ом, поэтому ферритовые бусины, рассчитанные на 10 Ом на частоте 1 МГц, могут считаться аналогичными, но не совсем такими же, в зависимости от номинального тока, SRF, уровня насыщения и т. д., поскольку они потребляют большие токи зарядки. вверх С1.

C1 также должен иметь сверхнизкое ESR из-за высоких краевых токов, чтобы свести к минимуму рассеивание мощности в крошечной части, и должен быть ниже, чем у большого переключателя FET, который также имеет низкий RdsOn.