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2016.09.29 DC/DC

降壓轉換器的基本工作

轉換器之電感和電容的選定

本章特別對降壓型DC/DC轉換器的重要零件加以說明其電感和電容的選擇方法如何對性能或特性產生極大影響。為了深入理解,有必要知道降壓型DC/DC轉換器之基本工作和工作電流之流動,因此最初先復習似地從基本工作和電流路徑的説明開始。

降壓轉換器的基本工作

以下是降壓轉換器的基本電路和工作,以及電流的流向。

18D_graf01

  • Fig.1表示開關元素Q1為ON之狀態。
  • 當Q1為ON時,電流將從輸入VIN通過線圈L充電輸出平滑電容CO,由輸出電流IO供給。
  • 此時線圈L所流動之電流將產生磁界,電氣能源被變換成磁能後蓄積。
  • Fig.2表示開關元素Q1為OFF之狀態。
  • 當Q1為OFF時,二極體D1為ON,L所蓄積能源將被釋放至輸出方。

此基本電路圖表示二極體整流(非同步整流)型之降壓電路。同步整流的情況下會將D1置換成開關元素(電晶體),雖然與Q1相反會變成ON/OFF工作,不過基本上相同。

下圖是上述Fig.1和Fig.2的總整理,表示主要節點之電壓或電流波形。

18D_graf02

對於Q1之ON/OFF,想必大家都明白汲極電流ID、電感電流IL、以及輸出電容電流ICO、輸入電容電流ICIN如何流動。
如果這個可以清楚想像的話,便能夠理解哪個零件做什麼樣的工作,並且明白該零件應具備哪種特性。

以後會將此工作和電流的流向置於心頭進一步說明電感的選擇。

重點:

・在DC/DC轉換器的設計上,電感和輸出入電容的選擇特別重要。

・必須理解電路工作、電流路徑、各零件所擔負的工作。

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