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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。

图3：各模式下Uo/Uin的比值变化图。