開關穩壓器使用占空比來實現電壓或電流反饋控制。占空比是指導通時間(TON)與整個周期持續時間(關斷時間(TOFF)加上導通時間)的比率,并定義了輸入電壓和輸出電壓之間的簡單關系。
更準確的計算可能還需要考慮其他因素,但是這些并不是這些說明中的決定性因素。開關調節器的占空比由相應的開關調節器拓撲決定。
降壓(buck)轉換器的占空比為D,其中D =輸出電壓/輸入電壓,如圖1所示。對于升壓(boost)轉換器,占空比D = 1 –(輸入電壓/輸出)電壓)。
圖1.使用ADP2441的典型降壓開關調節器。這些關系僅適用于連續傳導模式(CCM)。
在此模式下,電感器電流在時間段T內不會降至零。在額定負載下工作的電路通常使用此模式。
在低負載或間歇操作下,線圈電流會在關斷時間內放電。此模式稱為不連續傳導模式(DCM)。
在特定的輸入電壓和輸出電壓下,這兩種工作模式具有各自的占空比關系。圖2顯示了時域切換行為的示例。
在本示例中,我們考慮了非間歇工作模式下的降壓型開關穩壓器。即在連續導通模式下。
占空比與開關頻率無關。時間段T通常在20μs(50kHz)至330ns(3MHz)之間。
如果輸入電壓和輸出電壓具有相同的值,則要求占空比= 1。這意味著只有準時,沒有下班時間。
但是,并非每個開關穩壓器都可以實現。如圖1所示,為了實現此占空比,高端MOSFET必須連續導通。
如果將此開關設計為N溝道MOSFET,則其柵極電壓需要高于電路的輸入電壓,以使器件工作。如果需要在每次開啟后一定時間將其關閉(占空比< 1),則根據電荷泵的原理,可以容易地產生高于電源電壓的電壓。
但是,對于100%的占空比,這是不可能的。因此,對于占空比為100%的開關穩壓器,要么將不依賴于開關穩壓器MOSFET并獨立運行的精密電荷泵,要么將圖1所示的高端開關設計為P溝道MOSFET。
。這些將導致工作量和成本增加。
圖2.降壓型開關穩壓器的開關的時域表示(CCM模式下的線圈電流)。圖3顯示了ADP2370開關調節器,該調節器通過使用P溝道MOSFET作為高端開關來實現100%的占空比。
對于這種類型的降壓轉換器,可以將輸入電壓降低到非常接近輸出電壓的水平。將P通道開關集成到開關調節器中可以避免額外的成本。
圖3.可以實現100%占空比的開關穩壓器示例。如果應用要求輸入電壓降至非常接近輸出電壓設定點的水平,則應選擇允許占空比= 1或100%的開關穩壓器。
ADP2370輸入電壓范圍:3.2 V至15 V,輸出電流:800 mA在省電模式(PSM)下,靜態電流小于14 μA效率:> 90%Force PWM引腳(SYNC),600 kHz / 1.2 MHz頻率引腳(FSEL)固定輸出:0.8 V,1.2 V,1.5 V,1.8 V,2.5 V,3.0 V,3.3 V,5 V和可調選項占空比能力:100%初始精度:±1%低關斷電流:< 1.2 μA快速輸出放電(QOD)選件(ADP2371)可以與外部時鐘8引腳,0.75 mm×3 mm×3mm LFCSP(QFN)封裝進行同步ADIsimPower設計工具支持原始文本從Analog Devices轉移關于Excelpoint,作為亞太地區領先的組件授權代理商,Excelpoint是完整的解決方案提供商,為包括原始設備制造商(OEM),原始設計制造商(ODM)和電子制造服務在內的亞洲電子制造商提供EMS提供高質量的組件,工程設計和供應鏈管理服務。 Shijian是一家在新加坡主板上市的公司,已有30多年的歷史。
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