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通过周边器件选择改善降压转换器效率

上网日期: 2007年01月11日 ?? 作者: Donald Schelle, Jorge Castorena ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:降压转换器? 功耗? 连续电流模式? CCM?

降压转换器生产厂家通常会给出一个典型应用电路,帮助工程师快速完成原型设计,电路中一般会给出器件型号和具体数值,但不会详细说明器件的选择。如果某些器件已经停产或要寻找更便宜的器件,设计人员很难重新选择等效的替代器件。

本文介绍了一种采用连续电流模式(CCM)、固定频率的脉宽调制(PWM)降压转换器结构。所讨论的原理同样适用于其它转换器结构,但不能直接套用本文的公式。为了说明降压转换器的设计,我们举例说明元件参数值的计算。有四个设计参数是必需的:输入电压范围、输出电压、最大输出电流和开关频率。图1列出了这些参数和所需的基本元件。

电感的选择

设计降压开关转换器时对电感值的计算要求很严格,首先假设转换器工作在CCM模式,CCM意味着关断时间内电感不会完全放电。下列公式假设使用的是理想开关(导通电阻为零,关断电阻无穷大,零开关时间)和理想二极管:

(1)

fSW为降压转换器的开关频率,LIR为电感电流比例因子,表示IOUT的百分比(例如300mAp-p的纹波电流与1A输出电流之比=0.3A/1A = 0.3LIR)。

LIR取0.3可以很好地平衡效率和负载瞬态响应,增大LIR(允许更大的电感纹波电流)会加快负载瞬态响应,减小LIR(降低电感纹波电流)会减慢负载瞬态响应。图2描述了瞬态响应与电感电流的关系(给定负载电流,LIR的取值范围是0.2~0.5)。

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