Convertisseur boost
Avec 12 V en entrée et un rapport cyclique de 0,5, un convertisseur boost idéal fournit 24 V, soit un gain de 2. Saisissez la tension et le rapport cyclique en fraction pour obtenir sortie, gain et formule. Gratuit dans votre navigateur.
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Exemple résolu
- Vin
- 12
- Rapport cyclique
- 0,5
- Vout
- 24
- Gain en tension
- 2
- Équation
- Vout = 12 / (1 − 0.5) = 24 V
- Tension unitaire
- V
Un convertisseur boost idéal, aussi nommé convertisseur CC–CC élévateur, relève une tension d'entrée continue Vin vers une tension de sortie continue plus élevée Vout en commutant une inductance vers un réseau diode-condensateur. En conduction continue avec des pièces sans pertes, le bilan volt-seconde sur l'inductance donne l'identité de cours Vout égale Vin divisé par un moins le rapport cyclique D de l'interrupteur. Ce calculateur accepte une tension d'entrée finie et un rapport cyclique entre zéro et un, puis renvoie la tension de sortie relevée, le gain un sur un moins D, et une courte chaîne de formule que vous pouvez copier dans un cahier de laboratoire. Une Vin négative est rejetée car ce modèle élémentaire décrit une source continue unipolaire alimentant un étage élévateur, non un onduleur de CA. Un rapport cyclique égal à un est rejeté aussi : un moins D vaudrait zéro et le gain idéal serait infini.
D'où vient la formule idéale Vout = Vin / (1 − D) du convertisseur boost
Pendant l'intervalle passant de durée D fois la période de commutation T le transistor est fermé, l'inductance est branchée sur la source continue et le courant d'inductance monte sous la tension Vin. Pendant l'intervalle bloqué de durée (1 − D) fois T l'interrupteur s'ouvre, le courant d'inductance continue par la diode vers le condensateur de sortie et la charge, et la tension d'inductance vaut Vin moins Vout, négative dès que la sortie dépasse déjà l'entrée.
En régime périodique le volt-seconde net de l'inductance sur un cycle doit être nul, sinon le courant de magnétisation partirait sans borne. Ce bilan s'écrit Vin fois D fois T plus (Vin moins Vout) fois (1 − D) fois T égal zéro.
On annule la période T commune, on développe le second terme et on rassemble : Vin fois D plus Vin moins Vin fois D moins Vout plus Vout fois D égal zéro, ce qui se réduit à Vin égal Vout fois (1 − D), d'où Vout égal Vin divisé par (1 − D). Le rapport de conversion M égal Vout sur Vin égal un sur (1 − D) vaut toujours au moins un pour un rapport cyclique dans l'intervalle semi-ouvert de zéro inclus à un exclu.
À D égal zéro l'interrupteur ne s'allume jamais et Vout égale Vin ; lorsque D tend vers un le gain idéal croît sans borne. Les convertisseurs réels incluent la résistance du bobinage, la chute d'interrupteur, la chute de diode et les frontières de conduction discontinue qui réduisent la tension réellement obtenue, mais ces pertes restent hors de cette identité élémentaire.
Où un calculateur de convertisseur boost rend service
Les laboratoires d'électronique de puissance demandent aux étudiants de prévoir la sortie idéale d'un étage boost avant de le monter sur plaque d'essai ou sur un module MOSFET commandé en PWM ; un oracle de confiance qui renvoie Vin divisé par (1 − D) accélère les calculs préparatoires et la notation automatique de devoirs qui, autrement, masqueraient des glissades arithmétiques.
Un micrologiciel embarqué qui programme un driver LED boost, un rail USB-C élévateur depuis une cellule lithium, ou un convertisseur batterie vers douze volts a souvent besoin d'une tension attendue sous forme close pour des essais unitaires sans dresser un banc SPICE à chaque révision.
Les carnets d'énergie renouvelable convertissent la tension d'une chaîne photovoltaïque en tension de bus impliquée par un rapport cyclique choisi lors de parcours de point de puissance maximale, et exigent un rejet honnête d'un rapport égal à un plutôt qu'un infini silencieux qui empoisonnerait un tableur. Une validation échouée ne consomme pas le solde. Sur le matériel réel tenez D loin de l'unité : lorsque le rapport cyclique approche un, le courant d'inductance et la contrainte d'interrupteur croissent, et la résistance parasite abat le gain infini théorique.
Cette capacité n'expose que l'identité idéale de conduction continue ; il ne dimensionne pas l'inductance, ne choisit pas la fréquence de commutation et ne modélise ni conduction discontinue, ni ondulation, ni rendement. Servez-vous d'une page de conception de convertisseur pour ces questions afin de garder nette cette intention de recherche.
Cas d’usage
Laboratoires d'électronique de puissance et devoirs
Prévoyez la sortie idéale Vout = Vin / (1 − D) avant un laboratoire sur plaque d'essai ou module MOSFET, et notez les calculs de rapport cyclique des étudiants face à un oracle déterministe.
Essais de micrologiciel pour rails élévateurs
Affirmez la tension de bus attendue d'un driver LED, d'un boost USB-C ou d'un convertisseur batterie vers 12 V dans des essais unitaires sans dresser un banc SPICE à chaque révision de micrologiciel.
Carnets PV et MPPT
Convertissez la tension d'une chaîne photovoltaïque et le rapport cyclique choisi de l'interrupteur en tension de bus continue impliquée lors de parcours de point de puissance maximale.
Questions fréquentes
Que se passe-t-il si le rapport cyclique n'est pas entre 0 et 1 ?
Le rapport cyclique est la fraction passante D, non un pourcentage ; les valeurs sous 0 ou au-dessus de 1, et D exactement égal à 1 (gain idéal infini), sont rejetées et non facturées.
Pourquoi une tension d'entrée négative est-elle rejetée ?
Ce modèle élémentaire décrit un étage élévateur continu unipolaire.
Le calculateur inclut-il les pertes d'inductance, de diode et d'interrupteur ?
Non. Il n'expose que l'identité sans pertes de conduction continue Vout = Vin / (1 − D). Résistance parasite, chute de diode, conduction discontinue et rendement appartiennent à une page de conception de convertisseur.
Faut-il saisir le rapport cyclique sous la forme 50 ou 0,5 ?
Sous forme de fraction : 0,5 signifie que l'interrupteur conduit pendant la moitié de chaque période de découpage. La valeur 50 est refusée, de sorte qu'un pourcentage ne passe jamais par erreur pour une fraction.
Quelle sortie obtient-on avec un rapport cyclique nul ?
La sortie est égale à l'entrée, car l'interrupteur ne se ferme jamais et le gain vaut un. Quand le rapport cyclique s'approche de un, le gain idéal croît sans limite ; c'est pourquoi un rapport cyclique égal à un est refusé.
Outils associés
Pour les développeurs — accès API
Tout sur cette page est disponible par programmation. Cette section s'adresse aux équipes qui veulent l'intégrer à leurs systèmes ; les autres peuvent simplement utiliser l'outil ci-dessus.
Endpoint
Authentification par jeton Bearer : un seul POST met la tâche en file d’attente, et le résultat vous parvient par webhook ou lien signé.
Appeler depuis votre stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/boost-converter \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"vin":12,"duty_cycle":0.5}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/boost-converter", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"vin": 12,
"duty_cycle": 0.5
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/phys/boost-converter",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"vin": 12,
"duty_cycle": 0.5
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/boost-converter", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"vin":12,"duty_cycle":0.5}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"vin":12,"duty_cycle":0.5}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/boost-converter", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Exemple de requête
{
"vin": 12,
"duty_cycle": 0.5
}Exemple de réponse
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.boost_converter",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L’API est asynchrone : chaque appel renvoie un task_id immédiatement, puis vous interrogez l’état à raison d’une requête par seconde.
Tarifs
Le prix est publié, sans tokens ni crédits. Une tâche qui échoue n’est pas facturée.
Erreurs
| HTTP | Code | Signification |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Clé API absente ou invalide : vérifiez l’en-tête Authorization. |
402 | insufficient_balance | Solde insuffisant : rechargez votre compte pour lancer cette tâche. |
404 | unknown_type | Type de tâche inconnu : vérifiez le champ type de votre requête. |
429 | rate_limited | Trop de requêtes : ralentissez la cadence, puis réessayez. |
Notes techniques
D'où vient la formule idéale Vout = Vin / (1 − D) du convertisseur boost
L'implémentation est une arithmétique flottante déterministe, sans appels réseau, sans graines aléatoires et sans horodatage d'horloge murale, de sorte que des entrées identiques produisent toujours le même JSON.
Contrat d'entrée, forme de la réponse et comportement d'erreur
Si vin est strictement négative la tâche échoue car une source négative sort de ce modèle unipolaire ; zéro est admis et donne une sortie nulle. Le rapport cyclique est une fraction, non un pourcentage : D égal à 0.5 signifie cinquante pour cent passant, et une valeur 50 est rejetée. Envoyez deux nombres finis obligatoires : vin, la tension d'entrée continue en volts, et duty_cycle, la fraction de temps passant D de l'interrupteur. Les alias sont acceptés : v_in, input_voltage et Vin pour la source ; duty, d et D pour le rapport cyclique. Chaque champ peut arriver comme nombre JSON ou comme chaîne numérique. Champs absents, chaînes vides, NaN et Infinity échouent avec invalid_input en nommant le champ. Si duty_cycle n'est pas entre 0 et 1 —c'est-à-dire D inférieur à zéro ou D supérieur à un— la tâche échoue avec un message indiquant que le rapport cyclique doit être entre 0 et 1. Si D vaut exactement 1, un moins D vaut zéro et la sortie idéale n'est pas définie, donc ce cas est aussi invalid_input plutôt que Infinity. En succès le corps répète vin et duty_cycle nettoyés, renvoie vout égal à vin divisé par (1 − duty_cycle) arrondi à douze décimales pour des goldens stables entre environnements, voltage_gain égal à un sur (1 − D), unit_voltage V, plus les chaînes formula et equation pour les feuilles. Exemple : vin égal à douze volts et duty_cycle égal à un demi donne vout de vingt-quatre volts et un gain de deux, car douze divisé par (1 − 0.5) vaut vingt-quatre. Le tarif des appels API réussis est la base publiée de $0.002 par item ; les échecs de validation ne consomment pas le solde prépayé. Associez le formulaire gratuit du navigateur au même module que l'API afin que démonstrations de cours et essais automatiques ne divergent pas.
Où un calculateur de convertisseur boost rend service
Comme l'implémentation est parse pur de tier A, chaque appel réussi coûte la base publiée $0.002 sans jetons de modèle et sans réseau sortant.
Questions techniques
Comment calcule-t-on la tension de sortie d'un convertisseur boost idéal ?
Envoyez des nombres finis vin (entrée continue non négative en volts) et duty_cycle D avec 0 ≤ D < 1. L'API renvoie Vout = Vin / (1 − D) et le gain 1/(1 − D).
Combien coûte le calculateur de convertisseur boost ?
L'outil du navigateur est gratuit. Les requêtes API utilisent le solde prépayé KIT à $0.002 par appel réussi ; une entrée invalide n'est pas facturée.