Conversor Buck (Abaixador)
Calcula a tensão de saída de um conversor CC-CC buck (abaixador) em condução contínua, V_out = D × V_in, a partir do ciclo de trabalho D (0 a 1) e da tensão de entrada V_in. O resultado, em volts, é sempre menor ou igual à entrada — o conversor buck reduz a tensão de forma eficiente (sem dissipar o excesso, ao contrário de um regulador linear), chaveando rapidamente e filtrando com indutor e capacitor. Variar o ciclo de trabalho ajusta a saída de 0 a V_in. É a topologia mais comum em fontes chaveadas e reguladores de ponto de carga. Informe o ciclo de trabalho e a tensão de entrada.
Resultado
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Conversor buck (abaixador)
O conversor buck é a topologia mais usada de fonte chaveada CC-CC, e seu trabalho é reduzir uma tensão contínua de forma eficiente. Em condução contínua, a relação é elegantemente simples: V_out = D × V_in, onde D é o ciclo de trabalho (a fração do tempo, de 0 a 1, em que a chave fica ligada) e V_in a tensão de entrada. Como D ≤ 1, a saída é sempre menor ou igual à entrada. A grande vantagem sobre um regulador linear (que reduz a tensão queimando o excesso como calor, com eficiência baixa) é que o buck não dissipa a diferença: ele chaveia a entrada em alta frequência (liga-desliga muito rápido) e usa um indutor e um capacitor para filtrar os pulsos em uma tensão CC suave — a energia é transferida, não desperdiçada, com eficiências de 90-98%. Variar o ciclo de trabalho (por PWM) ajusta a saída continuamente de 0 a V_in, o que permite regulação em malha fechada (um controlador mede a saída e ajusta D para mantê-la constante mesmo com variações de carga ou entrada). O buck é onipresente: reguladores de ponto de carga em placas-mãe (12 V → 1,2 V para a CPU), carregadores, fontes de notebook, conversores em sistemas embarcados. Esta fórmula é o ponto de partida do projeto; o dimensionamento completo envolve a indutância (ondulação de corrente), a capacitância (ondulação de tensão), as perdas e o controle. Informe o ciclo de trabalho e a tensão de entrada.
Ferramentas Relacionadas
Conversor Buck-Boost
Calcula a tensão de saída de um conversor CC-CC buck-boost em condução contínua, V_out = V_in × D ÷ (1 − D), a partir da tensão de entrada V_in e do ciclo de trabalho D (0 a 1). O resultado, em volts, pode ser menor (D < 0,5) ou maior (D > 0,5) que a entrada — o conversor buck-boost abaixa ou eleva a tensão conforme o ciclo de trabalho, com saída de polaridade invertida na topologia clássica. É usado quando a tensão de entrada pode variar acima e abaixo da saída desejada (baterias que descarregam, fontes universais). Informe a tensão de entrada e o ciclo de trabalho.
Conversor Boost (Elevador)
Calcula a tensão de saída de um conversor CC-CC boost (elevador) em condução contínua, V_out = V_in ÷ (1 − D), a partir da tensão de entrada V_in e do ciclo de trabalho D (0 a 1). O resultado, em volts, é sempre maior que a entrada — o conversor boost eleva a tensão armazenando energia em um indutor e liberando-a em série com a fonte. Conforme D se aproxima de 1, a saída tende ao infinito (limitada pelas perdas reais). É usado em fontes que precisam elevar tensão (LEDs, baterias, correção de fator de potência) e em sistemas fotovoltaicos. Informe a tensão de entrada e o ciclo de trabalho.
Corrente Eficaz de Onda Quadrada
Calcula o valor eficaz (RMS) da corrente de uma onda quadrada pulsante, I_rms = I_p × √D, a partir da corrente de pico I_p e do ciclo de trabalho D (fração do período em que a corrente flui). O resultado, em amperes, é a corrente eficaz que determina o aquecimento real (perdas I²R) de um componente que conduz em pulsos — como um transistor ou enrolamento em um conversor chaveado. Diferente do valor médio, o RMS é o que importa para dimensionar condutores, resistências e dissipação. Quanto menor o ciclo de trabalho, menor o RMS para a mesma corrente de pico. Informe a corrente de pico e o ciclo de trabalho.
Ondulação de Tensão de Saída
Calcula a ondulação (ripple) de tensão na saída de um conversor chaveado, ΔV = I ÷ (f × C), a partir da corrente de saída I, da frequência de chaveamento f e da capacitância do capacitor de saída C. O resultado, em volts, é a oscilação residual sobreposta à tensão CC de saída, causada pela carga e descarga do capacitor de filtro a cada ciclo de chaveamento. Maior frequência e maior capacitância reduzem o ripple. Manter a ondulação dentro de limites (tipicamente <1% da saída) é essencial para alimentar circuitos sensíveis. Informe a corrente, a frequência de chaveamento e a capacitância.
Tensão Média de Retificador
Calcula a tensão média (CC) de um retificador de onda completa, V_cc = 2 × V_p ÷ π, a partir da tensão de pico V_p da entrada senoidal. O resultado, em volts, é o valor médio da tensão pulsante na saída do retificador antes da filtragem — cerca de 63,7% do pico. Um retificador de onda completa (ponte ou center-tap) inverte os semiciclos negativos, dobrando a frequência da ondulação e elevando a tensão média em relação ao retificador de meia onda (V_p/π). É a base do projeto de fontes de alimentação CC a partir da rede CA. A filtragem com capacitor depois eleva ainda mais a tensão (próxima ao pico). Informe a tensão de pico.
Tensão de Saída PWM
Calcula a tensão média de saída de um sinal PWM, V_out = (duty ÷ 100) × V_sup, a partir do ciclo de trabalho (duty cycle, em %) e da tensão de alimentação V_sup. O resultado, em volts, é a tensão média efetiva entregue a uma carga (motor, LED, aquecedor) ao se chavear rapidamente a alimentação ligando e desligando. Variar o ciclo de trabalho de 0 a 100% varia a tensão média de 0 a V_sup, permitindo controlar potência sem dissipar energia em resistências — a base do controle de velocidade de motores e brilho de LEDs em microcontroladores. Informe o ciclo de trabalho e a tensão de alimentação.
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