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降壓式DCDC變換器的制作
（作者未知） 2009/5/5
（接上頁）的驅(qū)動損耗也是不可忽略的一部分，當MOSFET的Cgs因器件的并聯(lián)而倍增，當方波作為驅(qū)動信號時，驅(qū)動損耗為CV2f，這樣通過并聯(lián)器件減小RDS(ON)就受到驅(qū)動損耗增大的限制了。同步整流的效率可能因驅(qū)動損耗的增加大于導通損耗的減小而降低。所以在一些諧振電路中，應(yīng)用自驅(qū)動同步整流，MOSFET的寄生電容可以做為功率變換器的一部分。在這種電路中，MOSFET的寄生電容作為諧振電路的一部分，諧振電容充放電時，MOSFET開通或關(guān)斷，這樣就不需要額外的能量給MOSFET的寄生電容充放電了。因此通過并聯(lián)來減小RDS(ON)時就不用考慮MOSFET的寄生電容對驅(qū)動損耗的影響了。
2.3本文研究內(nèi)容
本文主要通過對降壓式DC/DC變換器的學習了解它的發(fā)展情況和發(fā)展方向，掌握它的工作原理，參數(shù)計算，和電路設(shè)計等。了解開關(guān)穩(wěn)壓電源的相關(guān)技術(shù)。學習Protel99SE的使用并在此基礎(chǔ)上學習用相關(guān)知識完成基于MAX750/MAX758的降低輸出噪音的降壓電路的設(shè)計和制作。
第三章：降壓式開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作原理
3.1降壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源的電路結(jié)構(gòu)
降壓型開關(guān)穩(wěn)壓電路，又稱Buck變換器，是PWM型直流變換器中最簡單、最基本的一種變換器，其電路結(jié)構(gòu)如圖3-1-1（a）所示，各點的時序波形如圖3-1-1(b)所示：
圖3-1-1(a)
圖3-1-1(b)
由圖可以看出，降壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本電路是由一次整流和濾波、功率開關(guān)V、續(xù)流二極管VD、儲能電感L、二次濾波電容C、PWM控制和驅(qū)動電路以及采樣和反饋電路等組成的。
3.2降壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作原理
把圖3-1-1（b）所示的驅(qū)動方波信號加到圖3-1-1(a)所示電路的功率開關(guān)V的基極上，這樣功率開關(guān)v就會按照驅(qū)動方波信號的頻率周期性地導通與關(guān)閉。功率開關(guān)V的工作周期T=Ton+Toff，占空比為D=Ton／T(D＜1)。其工作過程可以用功率開關(guān)V的導通、關(guān)閉以及開關(guān)穩(wěn)壓電源實現(xiàn)動態(tài)平衡等過程來解說。 &n
bsp; (1)在Ton=t1- t0期間，功率開關(guān)V導通，續(xù)流二極管VD因反向偏置而截止，儲能電感L兩端所加的電壓為Ui-Uo。雖然輸入電壓Ui是一個直流電壓，但電感L中的電流不能突變，而在功率開關(guān)V導通的Ton期間，電感L中的電流Il1將會線性地上升，并以磁能的形式在儲能電感中存儲能量。這時，電感L中的電流Il1為
Il1=（3-1）
式中，Il0為t0時刻儲能電感L中的電流。在t1時刻，也就是驅(qū)動信號正半周要結(jié)束的時刻，儲能電感L中的電流上升到最大值，其最大值為
（3-2）
從式(3-1)和式(3- 2)我們就可以計算出儲能電感L中電流的變化量為
（3-3）
當式(3-3)中的t=tO時，儲能電感L中的電流變化量為最大，其最大變化量為
(3-4)
(2)在Toff=t2-tl期間，功率開關(guān)V截止。但是在tl時刻，由于功率開關(guān)v剛剛截止，并且儲能電感L中的電流不能突變，于是L兩端就產(chǎn)生了與原來電壓極性相反的自感電動勢。此時，續(xù)流二極管VD開始正向?qū)ǎ瑑δ茈姼蠰所儲存的磁能將以電能的形式通過續(xù)流二極管VD和負載電阻R1開始泄放。這里的二極管VD起著續(xù)流和補充電流的作用，這也正是它被稱為續(xù)流二極管的原因。儲能電感L所泄放的電流Il2的波形就是鋸齒波中隨時間線性下降的那段電流。為了簡化計算，可將續(xù)流二極管VD的導通壓降忽略不計，因而儲能電感L兩端的電壓近似為Uo，其中流過的電流可由下式計算出來：
(3-5)
在t=t2時，儲能電感L中的電流達到最小值，其大小可由下式計算出：
(3-6)
由式(3-5)和式(3-6)我們就可以求出在功率開關(guān)V截止期間，儲能電感L中電流的變化值為
(3-7)
當t=t1時，儲能電感L中的電流變化值為最大，其最大變化量為
(3-8)
(3)只有當功率開關(guān)V導通期問，Ton內(nèi)儲能電感I。增加的電流△Ilmax1等于功率開關(guān)V關(guān)閉期間Toff內(nèi)減少的電流△Il max 2時，才能達到動態(tài)平衡，才能保證儲能電感L中一直有能量，并源源不斷地向負載電路提供能量和功率。這就是構(gòu)成一個穩(wěn)樂電源的最基本的條件，因此下面的關(guān)系式一定成立：
(3-9)
將式(3-9)化簡整理后得到輸出電壓Uo與輸入電壓Ui之間的關(guān)系為:bsp;(3-10) 從式(3-10)中我們可以看出，由于占空比D永遠足一個小于l的常數(shù)，因此輸出電壓Uo永遠小于輸（未完，下一頁）
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