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#申请原创# 降压转换器用于直流输出电压需要低于直流输入电压的电路。直流输入可以来自整流后的交流电或任何直流电源。当输入来自交流整流电源，并且在开关电路和输出之间不需要电气隔离情况下很有用，交流电源和整流器之间的隔离可以由电源隔离变压器提供。 降压转换器输入和输出之间的开关晶体管一般以高频连续开关模式工作。为了保持连续输出，电路在开关晶体管导通期间使用存储在电感器L中的能量在关断期间继续为负载供电。电路工作模式有点类似于航母上的飞轮储能。 降压转换器的基本拓扑结构 基本降压转换器由受控开关、二极管、电容器和受控驱动电路组成。该开关通过定期打开和关闭来控制输入功率流向输出。开关在整个周期内导通的时间称为占空比。占空比D的值介于0和1之间。当D=0时，负载上出现零电压，而当D=1时，输入电压会加载在负载上。这就是降压转换器在D大于0且小于1时运行的原因。降压转换器的基本电路图如下所示。 降压转换器的PWM和PFM控制 降压转换器的平均输出电压使用两种不同的方式进行控制，即PWM和PFM。在PWM（脉冲宽度调制）中，总开关时间T保持恒定，而开关的导通时间ton是变化的。相反，在PFM（脉冲频率调制）中，开关周期时间T是变化的，而开关的导通时间ton保持恒定。PWM和PFM都有一些优点和缺点。但大多数情况下，PWM是降压转换器运行的首选。 PWM控制（脉冲宽度调制） PWM控制的一个优点是，由于频率是固定的，因此可以预先评估可能出现的任何开关噪声，从而便于硬件工程师来评估电路的滤波方案。该方法的一个缺点是，同样由于频率恒定，无论负载高或低，开关操作的次数都保持不变，因此转换器自身消耗的电流不会改变。事实上，在重负载时，开关损耗比较大，在轻负载时，我们希望开关损耗低一些，对于PWM控制而言，在轻负载时开关损耗占比会相对增大，这会显着降低效率。 PFM控制（脉冲频率调制） PFM有两种类型：固定导通时间类型和固定关闭时间类型。以固定导通时间类型为例，导通时间固定，关断时间可变。换句话说，下次电源打开所需的时间长短会有所不同。当负载增加时，增加给定时间长度内的导通次数以与负载保持同步。因此，在重负载下，频率会增加，而在轻负载下，频率会降低。 从积极的方面来说，由于在轻负载运行时无需增加大量功率，因此开关频率降低，所需的开关操作次数减少，从而降低了开关损耗。因此，PFM方法确保即使在轻负载下也能保持高效率。不利的一面是，由于频率变化，与开关相关的噪声也是不确定的，使得滤波过程难以控制，噪声也难以去除。此外，如果噪声进入低于20kHz的频带范围，则会出现振铃问题，这会对音频设备的S/N产生不利影响。就噪声控制而言，PWM在许多方面可能更可取。
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