开关稳压DC—DC降压电路简介

    在做数字压力开关项目时，电源输入要求是12V~24V±10%，系统内需要5V和3.3V的电源，这时提供了三个方案从中选择，方案一：使用24V-5V和5V-3.3V的LDO线性稳压芯片。方案二：使用24V-12V，12V-5V，5V-3.3V种LDO线性稳压芯片。方案三：使用24V-5V开关稳压芯片和5V-3.3V的线性稳压芯片。

   最后考虑决定使用方案三，方案一中24V-5V的线性稳压芯片比较少，而且在转换过程中有19V的压降，当电源电流达到100mA时电源的耗散功耗有1.9W会使芯片发热严重。方案二中成本较高，整体损耗功率也大。方案三中开关稳压芯片稳压范围大，能量损耗小，简单来说就是按需释放能量。

   以项目中使用的三垦电气的降压开关电源芯片NE111E为例，在集成的开关稳压芯片中有反馈引脚：FB，输出电压通过计算比例分压后输入至反馈引脚FB与芯片内置比较器比较，当高于或低于基准电压时芯片自动调整PWM波的占空比直到输出电压稳在所求的电压上。即输出电压与输入电压和PWM波占空比成正比，公式为Vo=Vin*D(PWM占空比)。

下文为开关电源BUCK电路工作原理及工作模数分析（转载），地址http://www.elecfans.com/analog/20171107576132.html

一、Buck电路原理图

　　

　　Buck电路，又称降压电路，其基本特征是DC-DC转换电路，输出电压低于输入电压。输入电流为脉动的，输出电流为续的。

　　二、Buck电路工作原理

　　当开关管Q1驱动为高电平时，开关管导通，储能电感L1被充磁，流经电感的电流线性增加，同时给电容C1充电，给负载R1提供能量。等效电路如图二

　　

　　图二

　　当开关管Q1驱动为低电平时，开关管关断，储能电感L1通过续流二极管放电，电感电流线性减少，输出电压靠输出滤波电容C1放电以及减小的电感电流维持，等效电路如图三

　　

　　图三

　　三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM

　　1、CCM Mode：关键点原件波形见图四

　　

　　图四

　　开关管Q1导通时，根据KVL定律：

　　

　　

　　2、BCM Mode：关键点原件波形见图五

　　

　　图五

　　

　　3、DCM Mode：关键点原件波形见图六

　　

　　图六

　　

　　四、外为参数对系统工作模式的影响：

　　

　　图七

　　

　　五、BUCK电路仿真验证：

　　

　　图八

　　

　　

　　2、CCM模式仿真验证：在上述BCM分析的基础上，得出储能电感的电感量80uH为临界点，由系统工作在CCM的条件，可以将储能电感电感量设置为120uH，理论计算：

　　

　　参照图十，可以得出仿真结果，

　　

　　

　　3、DCM模式仿真验证：在上述BCM分析的基础上，得出储能电感的电感量80uH为临界点，由系统工作在DCM的条件，可以将储能电感电感量设置为40uH。重点验证输入输出电压关系以及输出平均电流关系。