Output Voltage Ripple
Calculate the output voltage ripple of a switching converter, ΔV = I ÷ (f × C), from the output current I, the switching frequency f and the output capacitance C. The result, in volts, is the residual oscillation superimposed on the DC output voltage, caused by the filter capacitor charging and discharging each switching cycle. Higher frequency and capacitance reduce the ripple. Keeping the ripple within limits (typically <1% of the output) is essential to supply sensitive circuits. Enter the current, the switching frequency and the capacitance.
Result
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Ondulação de tensão de saída (ripple)
A saída de um conversor chaveado nunca é uma tensão CC perfeitamente plana — sobre o valor médio há sempre uma pequena oscilação residual chamada ondulação (ripple), na frequência de chaveamento. Ela surge porque o capacitor de saída, que filtra os pulsos, carrega e descarrega um pouco a cada ciclo, fornecendo corrente à carga nos intervalos. Uma estimativa simples da amplitude é ΔV = I ÷ (f × C), onde I é a corrente de saída, f a frequência de chaveamento e C a capacitância de saída. A fórmula mostra os dois caminhos para reduzir o ripple: aumentar a frequência (os pulsos ficam mais próximos, o capacitor descarrega menos entre eles) ou aumentar a capacitância (mais reserva de carga). Manter o ripple baixo é importante porque circuitos sensíveis (microprocessadores, conversores AD, RF, áudio) podem funcionar mal ou gerar ruído com uma alimentação 'suja' — a especificação típica é ripple menor que 1% da tensão de saída. Há um detalhe prático: em capacitores reais, parte do ripple vem da resistência série equivalente (ESR) do capacitor (ΔV_ESR = I × ESR), que às vezes domina sobre o termo capacitivo — por isso fontes de qualidade usam capacitores de baixo ESR (cerâmicos, poliméricos). O ripple também tem uma componente de alta frequência (spikes de chaveamento) que exige boa disposição física (layout) para ser controlada. Informe a corrente, a frequência de chaveamento e a capacitância.
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Buck-Boost Converter
Calculate the output voltage of a buck-boost DC-DC converter in continuous conduction, V_out = V_in × D ÷ (1 − D), from the input voltage V_in and the duty cycle D (0 to 1). The result, in volts, can be lower (D < 0.5) or higher (D > 0.5) than the input — the buck-boost converter steps voltage down or up depending on the duty cycle, with inverted output polarity in the classic topology. It is used when the input voltage can vary above and below the desired output (discharging batteries, universal supplies). Enter the input voltage and the duty cycle.
Inductor Current Ripple
Calculate the inductor current ripple of a buck converter, ΔI_L = (V_in × D) ÷ (L × f), from the input voltage V_in, the duty cycle D, the inductance L and the switching frequency f. The result, in amperes, is the peak-to-peak variation of the inductor current each cycle. It is a central design parameter: a typical ripple of 20-40% of the average current is a good compromise. Higher inductance and frequency reduce the ripple (larger inductor, more costly; higher frequency, more switching losses). It also sets the boundary between continuous and discontinuous conduction. Enter the voltage, duty cycle, inductance and frequency.
Rectifier Average Voltage
Calculate the average (DC) voltage of a full-wave rectifier, V_dc = 2 × V_p ÷ π, from the peak voltage V_p of the sinusoidal input. The result, in volts, is the mean value of the pulsating voltage at the rectifier output before filtering — about 63.7% of the peak. A full-wave rectifier (bridge or center-tap) flips the negative half-cycles, doubling the ripple frequency and raising the average voltage compared with a half-wave rectifier (V_p/π). It is the basis of designing DC power supplies from the AC mains. Capacitor filtering then raises the voltage further (close to the peak). Enter the peak voltage.
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