最常用的開(kāi)關(guān)電源電源:降壓轉換器
圖8顯現的最簡(jiǎn)單常用的開(kāi)關(guān)電源穩壓器降壓型DC/DC轉換器。它有兩種操作形式,詳細取決于晶體管Q1是開(kāi)啟還是關(guān)閉。為了簡(jiǎn)化討論,假定所有電源設備都是抱負設備。當開(kāi)關(guān)電源(晶體管)Q1開(kāi)啟時(shí),開(kāi)關(guān)電源節點(diǎn)電壓VSW = VIN,電感L電流由(VIN – VO)充電。圖8(a)顯現此電感充電形式下的等效電路。當開(kāi)關(guān)電源Q1關(guān)閉時(shí),電感電流經(jīng)過(guò)續流二極管D1,如圖8(b)所示。開(kāi)關(guān)電源節點(diǎn)電壓VSW = 0V,電感L電流由VO負載放電。由于抱負電感在穩態(tài)下不可能有直流電壓,均勻輸出電壓VO可經(jīng)過(guò)以下公式算出:
圖8.降壓轉換器操作模式和典型波形
其間TON是開(kāi)關(guān)電源周期TS內的導通時(shí)間間隔。假設TON/TS之比定義為占空比D,則輸出電壓VO為:
當濾波器電感L和輸出電容CO的值足夠高時(shí),輸出電壓VO為只有1mV紋波的直流電壓。在這種情況下,關(guān)于12V輸入降壓電源,從概念上講,27.5%的占空比供應3.3V輸出電壓。
除了上面的均勻法,還有一種方式可推導出占空比公式。志向電感在穩態(tài)下不可能有直流電壓。因此,必須在開(kāi)關(guān)電源周期內堅持電感的伏秒平衡。依據圖8中的電感電壓波形,伏秒平衡需求:因此,VO = VIN ? D (5)。這個(gè)伏秒平衡法也可用于其他DC/DC拓撲,以推導出占空比與VIN和VO的關(guān)系式。