降压电路.docx

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降压电路

降压电路是一种基本的DC/DC变换器。

随着IPM驱动和MCU供电、LED照明驱动、继电器和交流开关供电等小功率、直接从母线电压供电的应用场合越来越多，而目前的大部分DC/DC变换器输入电压一般在50V以内，一种高压的降压型斩波变换器被研究和使用得越来越广泛。

考虑到降压电路构成简单、成本较低，因此这种变换器具有良好的市场前景。

本文对其原理和高压降压电路应用设计进行了详细地阐述。

降压电路拓扑分析

图1是降压拓扑的电路图。

当t=0时驱动S导通，电源Uin向负载供电，电感电流iL线性上升。

当t=ton时控制S关断，二极管VD续流，电感电流呈线性下降。

图1：

降压拓扑电路图。

　　根据电感电流是否连续，可分为连续电流模式（CCM）、不连续电流模式（DCM）和临界电流模式（BCM或CRM或TM）。

通常串接较大电感L使负载电流连续且纹波小。

但是小功率SMPS中为了减小噪声以及损耗，通常选定电感电流不连续模式（DCM）。

CCM和DCM下的各参数波形如图2所示。

图2：

CCM和DCM下主要参数波形。

1.BCM和CCM

　　设IL为iL的平均值，△iL是iL的纹波值。

则在BCM和CCM模式下：

　　稳态时:

又

从（3）和（4）得：

从

（1）、

（2）和（5）得：

在CCM下,（5）取>号

在BCM下,（5）取等号，==>L=R*Ts*（1-D）/2

2.DCM

　　设图2中t1处iL=0，且a=（t1-ton）/Ts=t1/Ts-D。

则稳态时L上电压开关周期平均值为0:

C在开关周期内电流平均值为0:

iL的平均值：

IL=△iL*（D+a）/2<△iL/2

Load电流：

Io=Uo/R

　　根据（7）、（8）和（4）得:

0.5*[（Uin-Uo）/L]*D*Ts*[Uin*D/Uo]=Uo/R

　　　　且:

K=2*L/（D2*Ts*R）=2/（D2*x）,x=Ts*R/L,y=Uo/Uin。