0. 簡介
我們在前文
中分析了BUCK電路輸出電壓 V_OUT 的限制因素,在輸入電壓 V_IN 不變的情況下,輸出電壓 V_OUT 與占空比 D 成正比關系。
本文,我們繼續討論,在維持輸出電壓 V_OUT 不變的情況下,輸入電壓 V_IN 可取的最小值和最大值,其公式化表達是怎樣的...
1. 限制因素1——漏源耐壓
圖1 同步BUCK電路拓撲
圖2 同步BUCK電路的開關節點(Phase)波形
參考同步降壓電路拓撲以及PH節點的電壓波形,當低邊開關管在TOFF時間內導通時,高邊開關管的漏極電壓是輸入電壓 V_IN ,高邊開關管的源極是通過低邊開關管導通而接地的,所以高邊開關管漏極-源極之間的電壓就等于輸入電壓 V_IN 。
所以,在已經確定了高邊開關管MOSFET型號的情況下,降壓電路輸入電壓最大值硬性條件就是,不能超過轉換器芯片內部或控制器芯片外部開關管MOSFET漏源耐壓值,否則可能導致MOSFET高壓擊穿。
2. 限制因素2——占空比或導通關斷時間
基于占空比公式(3.91)可知,降壓電路的輸入電壓可以表示為(3.126)
所以,在輸出電壓 V_OUT 恒定的情況下,降壓電路輸入電壓最小值和最大值分別表示為
可見,在輸出電壓 V_OUT 恒定的情況下,降壓電路的輸入電壓與占空比成反比關系。
將占空比最小值公式(3.97)和最大值公式(3.98)代入上述公式,在輸出電壓 V_OUT 恒定的情況下,基于輸出電壓、開關頻率、導通時間最小值和關斷時間最小值的降壓電路輸入電壓的表達式分別為(3.129)(3.130)
可見,在輸出電壓 V_OUT 和開關頻率 F_SW 恒定的情況下,降壓電路輸入電壓 V_IN 與導通時間成反比關系,與關斷時間成正比關系。
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