【導讀】在連續導通模式(CCM)下，降壓型開(kāi)關(guān)穩壓器（降壓變換器）的占空比相當于輸出電壓除以輸入電壓。因此如果輸出電壓正好是輸入電壓的一半，對應的占空比為50%。根據實(shí)際分量和相應的寄生損失，這個(gè)占空比實(shí)際上稍有不同。不過(guò)這個(gè)簡(jiǎn)單的占空比計算公式已足夠用于估算。
因此，如果通過(guò)5 V電源電壓產(chǎn)生1 V輸出電壓，對應的占空比為20%。圖1顯示采用ADI的 ADP2389 穩壓器的降壓轉換器拓撲。該穩壓器的開(kāi)關(guān)頻率可高達2.2 MHz。在圖2的時(shí)域圖中，可以看到當開(kāi)關(guān)頻率為2.2 Mhz時(shí)，在新周期開(kāi)始之前，周期T值只有大約 450 ns。
圖1. 采用ADP2389的典型降壓型開(kāi)關(guān)穩壓器，最高輸出電流為12 A。
圖2. 開(kāi)關(guān)頻率為2.2 MHz時(shí)顯示的最小導通時(shí)間。
ADP2389的最小導通時(shí)間為100 ns。因此在2.2 MHz開(kāi)關(guān)頻率下，無(wú)法實(shí)現5 V到1 V的電壓轉換。它需要20%的占空比，相當于在450 ns 周期內只有90 ns的導通時(shí)間。這個(gè)時(shí)間低于A(yíng)DP2389電壓轉換器的額定最小導通時(shí)間。
盡管如此，如果依然想用ADP2389來(lái)實(shí)現5 V到1 V轉換，可通過(guò)降低開(kāi)關(guān)頻率的方式。這樣，圖2中的周期T變得更長(cháng)，而100 ns的最小導通時(shí)間所占百分比也變低。在2 MHz開(kāi)關(guān)頻率下，周期為500 ns。要達到20%的占空比，需要100 ns的導通時(shí)間。根據技術(shù)規格，可采用ADP2389來(lái)實(shí)現。
這就有個(gè)問(wèn)題，為何會(huì )出現限制輸入電壓與輸出電壓之比的最小導通時(shí)間。在許多開(kāi)關(guān)模式電源轉換器中，原因在于電感電流是在導通時(shí)間內測量的。此電流用于過(guò)流保護，并用于根據電流閉環(huán)控制原理（電流模式控制）工作的穩壓器中。環(huán)路調節也需要測量電感電流。在開(kāi)關(guān)瞬變后，必須先降低產(chǎn)生的噪音才能進(jìn)行準確的電流測量。這需要一些時(shí)間，也稱(chēng)為消隱時(shí)間。尤其對于MHz級別的極高開(kāi)關(guān)頻率，最小導通時(shí)間的影響也更大，目前正在研發(fā)能夠實(shí)現更短的最小導通時(shí)間的電路。
對于低占空比，例如降壓型開(kāi)關(guān)穩壓器中的高輸入電壓和低輸出電壓，最小導通時(shí)間是關(guān)鍵限制。它通常會(huì )限制支持開(kāi)關(guān)模式電源工作的最大開(kāi)關(guān)頻率。
ADP2389
● 輸入電壓：4.5 V至18 V
● 連續輸出電流：12 A
● 集成MOSFET：17 mΩ高端/4.5 mΩ低端
● 基準電壓：0.6 V ± 0.5%
● 可編程開(kāi)關(guān)頻率范圍：200 kHz至2200 kHz
● 增強瞬態(tài)響應
● 可編程限流精度：±10%
● 精密使能和電源良好指示
● 外部補償和軟啟動(dòng)
● 啟動(dòng)進(jìn)入預充電輸出
● ADIsimPower設計工具支持
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