降壓轉(zhuǎn)換器的直流傳遞函數(shù)

　　因此，在導(dǎo)通期間，電感伏秒表示為

　　在關(guān)斷期間，續(xù)流二極管D2導(dǎo)通，電感L1兩端的電壓反向。這種情況類似于圖4中描述的降壓轉(zhuǎn)換器，電感伏秒表達(dá)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(shù)據(jù)表中提取。D1為 ，D2為 。如果有壓降，這些壓降也可用同步開關(guān)的壓降來代替。

　　在正激轉(zhuǎn)換器中仍可使用損耗模型。然而，在導(dǎo)通期間，結(jié)合次級端D1的影響，初級端的MOSFET有壓降。這需要添加一個簡單的直接插入的表達(dá)式，在圖8中以源B1的形式表示。在這個仿真電路中，器件值對應(yīng)于一個100 kHz正激轉(zhuǎn)換器，由一個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(shù)比為1:0.4，功率開關(guān)rDS(on)為100 m?。在rL為10 m?時，(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(dǎo)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(nèi)仿真。運(yùn)行波形如圖10所示。對于5V的輸出，導(dǎo)通時間測量為4.115 μs，在10秒的開關(guān)周期內(nèi)相當(dāng)于41.15%的占空比，非常接近我們的計(jì)算結(jié)果。實(shí)際上，磁損耗和輸入線壓降(例如，通過一個濾波器)也會使計(jì)算失真，而且很可能最終的占空比略高于這個計(jì)算值。但是，您將不會看到如(11)一樣大的差異。

　　Parameters：參數(shù)

　　圖8：有損模型很好地仿真了受電阻損耗影響的正激轉(zhuǎn)換器

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

　　圖10：在幾秒鐘內(nèi)給出了工作波形，并確定了占空比

　　最后，SIMPLIS?可以從開關(guān)電路中提取小信號響應(yīng)，因?yàn)樗捎梅侄尉€性方法。二階響應(yīng)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(shù)Q和其他參數(shù)。

　　圖11：SIMPLIS?提供動態(tài)響應(yīng)，無需像SPICE那樣使用平均模型

　　總結(jié)

　　這篇短文介紹了各種壓降會如何影響CCM模式下的降壓轉(zhuǎn)換器的直流傳遞函數(shù)。如果對于大的輸入/輸出電壓，通?？梢院雎詨航?，那么當(dāng)輸入源值較低或調(diào)節(jié)的輸出電壓達(dá)到幾伏特時，就不可忽略了。考慮到這些損耗對于計(jì)算精確的占空比很重要，特別是在調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)與正向有源箝位相同的情況下。一個包含導(dǎo)通損耗的平均模型可以很好地預(yù)測導(dǎo)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(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換器沒有平均模型可用。