降压直流开关变换器基础_电源工程师技术培训网

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授课教师
课后答题

李竹筠

德州仪器降压变换器系统应用经理德州仪器技术委员会委员

降压变换器系统应用经理，德州仪器技术委员会委员，毕业于南京航空航天大学电力电子与电力传动专业。主要从事降压变换器的产品定义和推广，以及相关产品的技术支持。

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课程介绍

降压直流开关变换器基础

总章节：8
课程时长：01:40:00

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李竹筠

德州仪器降压变换器系统应用经理德州仪器技术委员会委员

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00:00

降压直流开关变换器的规格与特点介绍

1. 降压直流开关变换器的一个重要特点是调配模式和脉宽调制模式（PWM）。 2. 脉宽调制模式通常用于同步整流的变换器，其震荡频率或内部的开关频率由变换器内部固定。 3. 强制脉宽调制模式是脉宽调制模式的一种，强调了频率的固定性，对于同步整流变换器尤为重要。

00:55

降压直流开关变换器的规格与特点介绍

1. 脉宽调制(PWM)和频率调制(FM)是两种常用的改变占空比的方法，前者通过改变导通时间但保持开关频率不变，后者则通过改变频率来调整占空比，同时可以固定导通时间或关断时间。 2. TPS560430芯片在连续导通模式(CCM)下采用PWM，在轻载模式下自动切换到FM，以提高效率和减少空载损耗。 3. PFM模式在轻载条件下的效率优于force PM模式，尤其是在极轻载条件下，PFM的效率显著提高。 4. 在不同的负载条件下，PFM模式的开关频率会随负载降低而降低，导致纹波和频率的变化，而force PM模式在满载或空载条件下保持固定的占空比和开关频率。 5. 降压式开关变换器存在最小和最大占空比限制，这些限制决定了变换器在特定输入电压条件下所能达到的最小和最大输出电压。

01:59

TPS560430效率模式对比及性能分析

05:19

降压式开关变换器的占空比及其限制条件

1. 输出电压与d max和D命令的比例必须符合特定公式。 2. 以LM的53635为例，它具有最小导通时间65纳秒和最小关断时间60纳秒的特性。 3. 在输入电压为16伏，期望输出电压保持在3.3伏的情况下，导通时间为100纳秒。

07:17

探讨LM53635的频率折返模式及其应用

1. 当工作频率需要保持在两兆赫兹时，100纳秒大于65纳秒，导致导通时间调整为45纳秒，超过理论需求，变换器会通过降低开关频率来满足占空比需求。 2. 对于低输入电压（如5.5伏）条件下，若变换器仍工作在两兆赫兹，所需的关断时间45纳秒与60纳秒的最小关断时间规格不符，优秀变换器（如LM5363）会自动降频以满足最大占空比需求。 3. Buck变换器通过改变频率来扩展最小和最大占空比范围，这种方式称为频率折返模式，能有效满足不同条件下的占空比需求。 4. 频率折返模式带来的好处包括能够平滑地调整频率以适应输入电压的变化，减少开关初期的噪音，并实现更高的输入和输出效率。 5. 最小关断时间的减小对自身电容CP的充电可能造成影响，因此在设计中需要考虑最小关断时间的合适设置。

09:58

探讨LM53635的频率折返模式及其应用

1. 讨论了CPOT充电问题，指出减小最小关断时间可实现低压差输出，即VIN等于VOUT。 2. 低压差输出特性意味着占空比接近1时，VIN和VOUT之间的压差接近零。 3. 通过M53635芯片在低输入电压条件下的性能曲线图，展示了在输入电压5.2V之前，能保持稳定的5V输出电压，压差约为0.268V。 4. 介绍了PFM、强制PFM以及频率折返模式等相关概念。 5. 对此次讲解内容进行了总结，感谢观众的收看。