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#申请原创# 降压转换器的工作原理主要包括两种模式。模式 1，当开关打开时，模式 2，当开关关闭时。接下来我们就主要讨论一下这两种模式。 开关打开时 通过打开开关，输入电压会使得二极管反向偏置。因此，所有的输入电流都会流过电感。 因此在电路中流动的直流输入电流Idc等于电感电流：IL= Idc 电感器将在导通期间充电。该电流进一步分为负载电流 Io 和电容电流 Ic。I L = I c + I R 在此期间的电感电压V Lon是施加的直流电压V dc和输出电压V o之间的电压差V Lon = V dc -V o 根据伏秒平衡，电感器 V L两端的平均电压为零。回顾一下占空比方程，导通时间 t on是占空比 D 与总时间 T 的乘积。t on = DT 导通模式下的纹波电流可以从电感电流电压关系中得到： 其中V L = Ldi/dt 可以得到：di/dt = V L /L 通过输入 V L的值，我们得到： di/dt = ( V dc -V o )/dt 从而得到ΔI Lon = Δt on (V dc -V o )/L 通过代入Δt可以得到纹波电流：ΔI Lon = DT(V dc -V o )/L 开关关闭时 在此模式下，电感器两端的电压极性反转并开始充当电源。由于电感器中存储的能量，因此电感会放电维持电流流动。输入直流电源在此期间断开。因此，直到电感放电完成都会有电流在电路中流动。电感两端出现的电压等于负载电压，极性相反。 VLoff = -Vo 开关关断后，电感的极性发生变化，使二极管正向偏置。 在此期间二极管阳极电压变得比阴极更大，因此二极管开始导通。关断时间 toff 可以从占空比中的导通时间 ton 导出。 toff = T – ton toff = T – DT； 关闭时间可以写成的最终形式为 toff = (1- D) T 电感的纹波电流可以通过电感的电压电流方程再次求出。 电感电压为：VL = Ldi/dt = -Vo 由此可得：di/dt = -Vo/L 电感纹波电流为：ΔILoff = Δtoff (-Vo)/L 通过代入Δtoff 的值，电感纹波电流的最终形式为： ΔILoff = T (1-D)(-Vo)/L 最大占空比计算，输入电压最大，占空比最大时，输出电流能达到最大，计算公式来源于buck电路拓扑计算，从而可以得到最大占空比： 其中Vin(max)表示最大输入电压，Vout是DCDC的输出电压，η表示转换器的最大转换效率，可以按90%估算。考虑到转换器得功耗，所以需要把转换器效率考虑在内，这样更符合实际情况，90%是估计值，具体参考对应转换器规格书。关于电感感量得选取，首先参考转换器推荐值，如果没有推荐值，则需自行计算（公式来源于U=L*di/dt，进行积分），考虑占空比后，这样我们就能达到纹波电流的最终公式： 其中Vin(max)表示最大输入电压，Vout是DCDC的输出电压，η表示转换器的最大转换效率，fs表示转换器的开关频率，L表示电感值。 为什么要计算电感的纹波电流呢？这是因为我们要进行DCDC芯片选型用，根据后端负载的最大需求电流再加上电感的纹波电流就是流经DCDC芯片的最大电流，那么在进行DCDC芯片选型时就要确保芯片的开关电流不能低于这个值。当然了在评估时，转换器的效率我们也可以查看DCDC芯片规格书中的值。
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