开关电源（SMPS）的拓扑结构（第二部分）详细中文资料概述.pdf开关电源（SMPS）的拓扑结构（第

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详细说明：开关电源（SMPS）的拓扑结构（第二部分）详细中文资料概述pdf,本应用笔记是由两部分关于开关电源（Switch Mode Power Supply，SMPS）拓扑结构的应用笔记组成的系列介绍中的第二部分。图电感行为输入/输出关系和占空比到目前为止,所摧述电路的工作模式称之为连续模式。婺理解连续工作模式的原理及其重要性,请参兇图它给出了电感电流的变化过程。和前前看到的在期,电感把能量储样,在期间电感电流为斜线上升,在期间电存到其磁场中( 感电流为斜线下降。使用公式可以很容易计算出平均电流。公式在期间,电感释放先前储存的能量( 平均电感电流也等于输出电流,因此输出平均电流如公式所示。公式公式给出了得到的电感电压,公式给出了电感电流。公式公式: () 第页图降压转换器的波形图的控制信号栅极的控制信号流经二极管的电流电压电感两端的电压流入的电流流经电感的电流二极管两端的电压如果増大输出负载(与输出电容并联连接),那么平均输出电流就随之减小。如图所示,线是标称负载时的输岀电流,线则表示负载增大时的情况。需要注意的是,这两个斜坡的斜率在和期间都没有改变,这是因为斜率只与以及有关而这三个量均未发生改变。因此,增加负载将引起变大。由于为常数(以前介绍的控制环用于控制该电压)而却增加了,故电流变小。图: 不同负载时的电感电流增加负载 (减小连续模式利用从公式和公式得刭的值()可以建立如由于电感电流从未停止流动(变为零),因此称之为连公式所小的关系。续运行模式公式: 如图所示,如果负载持续增加(减小 ),在某个时刻,电感电流曲线将与轴相交(线)。这表明电感的初始电流和最终电流(在开关周期的开始和结束时)都是零。此吋,电感电流进入临界模式。如负载继续增加,那么斜线下降电流将在周期结束忽略和通过公式可求解,如公之前达到零(线),这种作模式称为断续模式式所示。注在断续模式下,进一步减小电感电流的唯公式: 方法是缩短导道时间()。关键是周期末的电感电流必须与周期初的电感电流相等,即一个开关周内的电流净变化必须为其中 (百空比),或零。当所冇的瞬态结束且电路的行为不再变化时,即在稳态时,上述规律必定满足当输入电压为最小值时,可以得到最大占空比,如公式所示公式因此,显然必定介于和之问第页断续模式在断续模式下,电感电流在周期结束之前就变为零电感(输出)平均电流( )决定着连续和断续模式的边界,该电流的训算非常方便,如图所小。断续模式边界的电感电流根据图,电感电流限制值如公式所示。获得与之间的关系还需要作进一步推算, 如公式所示。公式: 公式从这一点开始,降压转换器的行为从根本上发生了改变如果负载继续増大,那么降低系统电流的唯一可能性就是减小占空比(佟)。然而,这就意味着输入输出之间不再存在如公式所示的线性关系。图说明了这和关系。图连续和断续区域的占空比 /断续夂域连续区域如图所示,从连续区域开始并沿着线移动,此时且穿越了迕续和断续区域的边界(虚线),那么如果想得到相同的输出电压( ),就应根据公式中的非线性关系进行改变。设计公式和元件选择本部分用于确定实现连续馍式降压转换器没计的公式。电感平均最小电流( )设置为淅续模式边界上的平均输出电流(图)。这样,当电流大于时,系统将在连续模式下运行。平均最小电流通常为的百分比,一般情况下为,如公式所小。公式对公式中的求解,得到公式。电感的功耗公式电感功耗如公式所示公式: 其中为频率( 其中为笔效电感电阻第页输出电容电容功耗电流纹波引起输出电压纹波,纹波电压由两部分组成, 电容功耗如公式所小如图所示。公式: 输出电容模型二极管请参见图在期间流经二极管的电流等于电感电流。那么,利用公式便可以很容易地计算二极會平均电流公式: 纹波电压的第一部分()由输出电容的等效串联电阻 )引起。该电阻为图在期间,二极管必须承受的最大反向电压(见图中所示的 ,如公式所示第一部分是 ,为电流流经电容引起的压降,因此得到公式公式: 公式极管功耗的计算其中为流经电感疒流向输出的纹波电流(在断续模式边界,为:A ),以及极管电压不等于零(),但电流为零,故期间的功耗如公式所示。公式: 这两部分不一定同相;然而,考虑到最坏的情况,如果它们同相相加,将导致一个开关时间,如公式所示。期间的功耗如公式所示。公式公式重新排列各项,使可得到俣证特定输出电压纹波所需的电容值,如公式所示。公式: 开关在期间的最大电压(见图)如公式所小。公式在期间的平均电流(图)如公式所示。在:期间,电压等于 (图但是电流等于零。如公式所示,电压不会造成任何公式功耗,功耗仍等于零。公式功耗计算静态功耗开关损耗在期间,流经的平均电流等于电压 (开关正向电压),因此得到公式。由丁佟说明在关过程中所发生的情况。有两种情形需相对较小,因此功耗乜很小。要考虑:导通闭合)和关断(断开) 在这两种情形下,电压和电流都没有突变,而是线性变公式化。图说明了最坏的可能情况在导通时,电压仍保持恒定电压,但是电流开始从零向上倾斜变化到其最大值。电压只在此刻才开始下降直至其最小值实际上,这两条斜线将公有一定程度的重叠;然而,由于这是最坏情况,因此所描述的情形被称为电流使用也可表示此同一功耗,务必开关事件。在接通时,功耗如公式所示。从元件数据手册上查得在预期结温下的值随温度的变化而变化)。使用该值的表示形式如公式所示公式图开关损耗计算波形图导通关断公式第页如果如公式所示,那么公式可以被简化为式公式公式在关断时,可使用公式计算开关损耗公式: 而且,如果如公式所小,那么计算得到公式公式公式总功耗的计算如公式所示。公式第页

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