开关稳压器使用占空比来实现电压或电流反馈控制。占空比是指导通时间(TON)与整个周期持续时间(关断时间(TOFF)加上导通时间)的比率,并定义了输入电压和输出电压之间的简单关系。
更准确的计算可能还需要考虑其他因素,但是这些并不是这些说明中的决定性因素。开关调节器的占空比由相应的开关调节器拓扑决定。
降压(buck)转换器的占空比为D,其中D =输出电压/输入电压,如图1所示。对于升压(boost)转换器,占空比D = 1 –(输入电压/输出)电压)。
图1.使用ADP2441的典型降压开关调节器。这些关系仅适用于连续传导模式(CCM)。
在此模式下,电感器电流在时间段T内不会降至零。在额定负载下工作的电路通常使用此模式。
在低负载或间歇操作下,线圈电流会在关断时间内放电。此模式称为不连续传导模式(DCM)。
在特定的输入电压和输出电压下,这两种工作模式具有各自的占空比关系。图2显示了时域切换行为的示例。
在本示例中,我们考虑了非间歇工作模式下的降压型开关稳压器。即在连续导通模式下。
占空比与开关频率无关。时间段T通常在20μs(50kHz)至330ns(3MHz)之间。
如果输入电压和输出电压具有相同的值,则要求占空比= 1。这意味着只有准时,没有下班时间。
但是,并非每个开关稳压器都可以实现。如图1所示,为了实现此占空比,高端MOSFET必须连续导通。
如果将此开关设计为N沟道MOSFET,则其栅极电压需要高于电路的输入电压,以使器件工作。如果需要在每次开启后一定时间将其关闭(占空比< 1),则根据电荷泵的原理,可以容易地产生高于电源电压的电压。
但是,对于100%的占空比,这是不可能的。因此,对于占空比为100%的开关稳压器,要么将不依赖于开关稳压器MOSFET并独立运行的精密电荷泵,要么将图1所示的高端开关设计为P沟道MOSFET。
。这些将导致工作量和成本增加。
图2.降压型开关稳压器的开关的时域表示(CCM模式下的线圈电流)。图3显示了ADP2370开关调节器,该调节器通过使用P沟道MOSFET作为高端开关来实现100%的占空比。
对于这种类型的降压转换器,可以将输入电压降低到非常接近输出电压的水平。将P通道开关集成到开关调节器中可以避免额外的成本。
图3.可以实现100%占空比的开关稳压器示例。如果应用要求输入电压降至非常接近输出电压设定点的水平,则应选择允许占空比= 1或100%的开关稳压器。
ADP2370输入电压范围:3.2 V至15 V,输出电流:800 mA在省电模式(PSM)下,静态电流小于14 µA效率:> 90%Force PWM引脚(SYNC),600 kHz / 1.2 MHz频率引脚(FSEL)固定输出:0.8 V,1.2 V,1.5 V,1.8 V,2.5 V,3.0 V,3.3 V,5 V和可调选项占空比能力:100%初始精度:±1%低关断电流:< 1.2 µA快速输出放电(QOD)选件(ADP2371)可以与外部时钟8引脚,0.75 mm×3 mm×3mm LFCSP(QFN)封装进行同步ADIsimPower设计工具支持原始文本从Analog Devices转移关于Excelpoint,作为亚太地区领先的组件授权代理商,Excelpoint是完整的解决方案提供商,为包括原始设备制造商(OEM),原始设计制造商(ODM)和电子制造服务在内的亚洲电子制造商提供EMS提供高质量的组件,工程设计和供应链管理服务。 Shijian是一家在新加坡主板上市的公司,已有30多年的历史。
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