雖然占空比有最大限制,，但本電源管理技巧重點探討占空比的最小限制。

在連續(xù)導通模式(CCM)下,，降壓型開關穩(wěn)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(jù)實際分量和相應的寄生損失,，這個占空比實際上稍有不同,。不過這個簡單的占空比計算公式已足夠用于估算。

圖1.采用ADP2389的典型降壓型開關穩(wěn)壓器,，最高輸出電流為12 A

因此,，如果通過5 V電源電壓產生1 V輸出電壓，對應的占空比為20%,。圖1顯示采用ADI公司ADP2389穩(wěn)壓器的降壓轉換器拓撲,。該穩(wěn)壓器的開關頻率可高達2.2 MHz。在圖2的時域圖中,，可以看到當開關頻率為2.2 Mhz時,，在新周期開始之前，周期T值只有大約450 ns,。

ADP2389的最小導通時間為100 ns,。因此在2.2 MHz開關頻率下，無法實現(xiàn)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的導通時間。這個時間低于ADP2389電壓轉換器的額定最小導通時間,。

圖2.開關頻率為2.2 MHz時顯示的最小導通時間

盡管如此,，如果依然想用ADP2389來實現(xiàn)5 V到1 V轉換,，可通過降低開關頻率的方式。這樣,，圖2中的周期T變得更長,，而100 ns的最小導通時間所占百分比也變低。在2 MHz開關頻率下,，周期為500 ns,。要達到20%的占空比，需要100 ns的導通時間,。根據(jù)技術規(guī)格,，可采用ADP2389來實現(xiàn)。

這就有個問題,，為何會出現(xiàn)限制輸入電壓與輸出電壓之比的最小導通時間,。在許多開關模式電源轉換器中，原因在于電感電流是在導通時間內測量的,。此電流用于過流保護,，并用于根據(jù)電流閉環(huán)控制原理（電流模式控制）工作的穩(wěn)壓器中。環(huán)路調節(jié)也需要測量電感電流,。在開關瞬變后,，必須先降低產生的噪音才能進行準確的電流測量。這需要一些時間,，也稱為消隱時間,。尤其對于MHz級別的極高開關頻率，最小導通時間的影響也更大,，目前正在研發(fā)能夠實現(xiàn)更短的最小導通時間的電路,。

對于低占空比，例如降壓型開關穩(wěn)壓器中的高輸入電壓和低輸出電壓,，最小導通時間是關鍵限制。它通常會限制支持開關模式電源工作的最大開關頻率,。

作者簡介

Frederik Dostal曾就讀于德國埃爾蘭根大學微電子學專業(yè),。他于2001年開始工作，涉足電源管理業(yè)務,，曾擔任多種應用工程師職位,，并在亞利桑那州鳳凰城工作了四年，負責開關模式電源,。他于2009年加入ADI公司,，并在慕尼黑ADI公司擔任電源管理現(xiàn)場應用工程師。