降壓轉換器的直流傳遞函數

　　因此，在導通期間，電感伏秒表示為

　　在關(guān)斷期間，續流二極管D2導通，電感L1兩端的電壓反向。這種情況類(lèi)似于圖4中描述的降壓轉換器，電感伏秒表達式是

　　如果我們從(12)中減去(13)，然后求解M得到0，我們就有：

　　知道二極管的額定平均工作電流，其正向壓降可以從數據表中提取。D1為 ，D2為 。如果有壓降，這些壓降也可用同步開(kāi)關(guān)的壓降來(lái)代替。

　　在正激轉換器中仍可使用損耗模型。然而，在導通期間，結合次級端D1的影響，初級端的MOSFET有壓降。這需要添加一個(gè)簡(jiǎn)單的直接插入的表達式，在圖8中以源B1的形式表示。在這個(gè)仿真電路中，器件值對應于一個(gè)100 kHz正激轉換器，由一個(gè)36-72V電信網(wǎng)絡(luò )供電，以20 A額定電流輸出5V。二極管的總壓降平均為0.6V，兩種器件的壓降相等。變壓器匝數比為1:0.4，功率開(kāi)關(guān)rDS(on)為100 m?。在rL為10 m?時(shí)，(14)得出占空比為41.2%，而(11)得出占空比D為34.7%。如原理圖上所反映的偏置點(diǎn)所示，SPICE還確定了占空比為41.2%，證實(shí)了我們推導的公式。

　　為了改進(jìn)仿真，我們使用SIMetrix Technologies [2]的演示版本SIMPLIS? Elements捕獲了相同的電路。電路圖如圖9所示，并在幾秒鐘內仿真。運行波形如圖10所示。對于5V的輸出，導通時(shí)間測量為4.115 μs，在10秒的開(kāi)關(guān)周期內相當于41.15%的占空比，非常接近我們的計算結果。實(shí)際上，磁損耗和輸入線(xiàn)壓降(例如，通過(guò)一個(gè)濾波器)也會(huì )使計算失真，而且很可能最終的占空比略高于這個(gè)計算值。但是，您將不會(huì )看到如(11)一樣大的差異。

　　Parameters：參數

　　圖8：有損模型很好地仿真了受電阻損耗影響的正激轉換器

　　圖9：SimulIS?演示版本讓您仿真這個(gè)電路，證實(shí)我們的計算

　　圖10：在幾秒鐘內給出了工作波形，并確定了占空比

　　最后，SIMPLIS?可以從開(kāi)關(guān)電路中提取小信號響應，因為它采用分段線(xiàn)性方法。二階響應如圖11所示。相較平均模型，您可改進(jìn)電路，看看額外的損耗如二極管trr或磁損耗將如何影響品質(zhì)因數Q和其他參數。

　　圖11：SIMPLIS?提供動(dòng)態(tài)響應，無(wú)需像SPICE那樣使用平均模型

　　總結

　　這篇短文介紹了各種壓降會(huì )如何影響CCM模式下的降壓轉換器的直流傳遞函數。如果對于大的輸入/輸出電壓，通?？梢院雎詨航?，那么當輸入源值較低或調節的輸出電壓達到幾伏特時(shí)，就不可忽略了?？紤]到這些損耗對于計算精確的占空比很重要，特別是在調諧網(wǎng)絡(luò )與正向有源箝位相同的情況下。一個(gè)包含導通損耗的平均模型可以很好地預測導通損耗對工作點(diǎn)的影響。SIMPLIS?也有很大幫助，特別是如果您設計的轉換器沒(méi)有平均模型可用。