当Q1截止时,且满足Tc 时间内,此时电感电压和电流均为零。
根据电感电压伏秒平衡定律可得:(Vin - Vo)×Ton = Vo×Td ,即:Vo = Vin×( Ton / (Ton Td) )。
(2)Boost升压式:
![开关电源(DC/DC)原理分析](https://images.weserv.nl/?url=https://hzimgs.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/uposs/2022_03/13/1647152700DtHLsU.jpg)
对于CCM工作模式:
当Q1导通时,忽略NMOS管的导通压降,电感的电流线性增加;在此过程中,由于整流二级管D1的反偏截止,因此负载由电容C1提供能量,维持负载工作。因此电感的正向伏秒为:Vin×Ton
当Q1截止时,由于电感的反电动势作用,电感的电流不能瞬时突变,电感通过D1,C1,RL回路给电容充电并维持负载工作。这里忽略二极管的导通压降,因此电感的反向伏秒为:(Vo - Vin)×(T - Ton)
根据电感电压伏秒平衡定律可得:Vin×Ton = (Vo - Vin)×(T - Ton) ,即:Vo = Vin×( T / (T - Ton) ) = Vin / (1 - D)。
对于DCM工作模式:
当Q1导通时,忽略NMOS管的导通压降,电感的电流线性增加;在此过程中,由于整流二极管D1的反偏截止,因此负载由电容C1提供能量,维持负载工作。因此电感的正向伏秒为:Vin×Ton
当Q1截止时,由于电感的反电动势作用,电感的电流不能瞬时突变,电感通过D1,C1,RL回路给电容充电并维持负载工作。这里忽略二极管的导通压降,因此且满足 Td 时间内,电感的反向伏秒为:(Vo - Vin)×Td
当Q1截止时,且满足Tc 时间内,此时电感电压为零。
根据电感电压伏秒平衡定律可得:Vin×Ton = (Vo - Vin)×Td ,即:Vo = Vin×( (Ton Td) / Td )。
(3)Buck-Boost升降压式:
![开关电源(DC/DC)原理分析](https://images.weserv.nl/?url=https://hzimgs.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/uposs/2022_03/13/16471527012un9OU.jpg)
对于CCM工作模式:
当Q1导通时,忽略NMOS管的导通压降,电感的电流线性增加;在此过程中,由于二级管D的反偏截止,因此负载由电容Cf提供能量,维持负载工作。因此电感的正向伏秒为:Vin×Ton
当Q1截止时,由于电感的反电动势作用,电感的电流不能瞬时突变,电感通过D,Cf,RL回路给电容充电并维持负载工作。这里忽略二极管的导通压降,因此电感的反向伏秒为:-Vo×(T - Ton)
根据电感电压伏秒平衡定律可得:Vin×Ton = -Vo×(T - Ton) ,即:Vo = Vin×( Ton / (Ton - T) ) = -Vin×( D / (1-D) )。
对于DCM工作模式:
当Q1导通时,忽略NMOS管的导通压降,电感的电流线性增加;在此过程中,由于二级管D的反偏截止,因此负载由电容Cf提供能量,维持负载工作。因此电感的正向伏秒为:Vin×Ton
当Q1截止时,由于电感的反电动势作用,电感的电流不能瞬时突变,电感通过D,Cf,RL回路给电容充电并维持负载工作。这里忽略二极管的导通压降,因此电感的反向伏秒为:-Vo×Td
根据电感电压伏秒平衡定律可得:Vin×Ton = -Vo×Td ,即:Vo = -Vin×(Ton / Td)。
四、开关电源的同步整流技术:由于二极管导通至少存在0.3V的导通压降,因此续流二极管所消耗的功率将会成为DC/DC开关电源的主要功耗,从而严重地限制了效率的提升。为了解决这个问题,用导通电阻极小(一般为几十毫欧左右)的MOS管取代续流二极管。然后通过控制器同时控制开关管和同步整流管,要保证两个MOS管不能同时导通,否则将会发生短路,烧毁电路。
![开关电源(DC/DC)原理分析](https://images.weserv.nl/?url=https://hzimgs.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/uposs/2022_03/13/1647152701PFY5eC.jpg)
五、开关电源的负反馈技术:开关电源和LDO一样是通过电压负反馈网络来实现电压稳定的。因此开关电源的完整系统也一定包括:分压取样电路、基准电压、误差比较电路、占空比控制电路、晶体管(MOS管)调整电路五部分。