非同步降壓 VS 同步降壓
動作 1 , Q2 MOSFET 開啟, 此時默認輸出為0V
動作 2 , Q1 MOSFET 開啟, 此時輸出為5V, 右圖為示波器看到的Vout Ripple
如何設計並計算？
常見公式 1 RFW
頻率設定電阻
以VISHAY SiC46x 為例採用電壓模式 COT 控制機制, 結合零電流檢測並允許在不連續導通模式下省電(DCM)。開關頻率 fSW 由外部設置電阻連接到 AGND，Rfsw。SiC46x 可控範圍在100 kHz 至 2 MHz，取決於 VIN 和 VOUT 條件。
常見公式 2紋波注入
選擇波紋注入組件值
為求更穩定輸出，一般需要足夠的紋波注入。需要足夠的紋波幅度主要有兩個原因：
1.減少抖動產生的噪聲耦合到系統
2.提供穩定的工作。 次諧波振盪, 確保COT有足夠的工作週期
因此，當轉換器設計使用全陶瓷輸出電容器或其他低 ESR 輸出電容器，可能會出現不穩定。為了避免這種情況，VRAMP 網絡用於增加等效RESR以滿足以上條件。VRAMP幅度必須大足以避免不穩定或噪聲敏感，但不能太大，它會降低瞬態性能。確保在CCM、DCM和超聲波模式下穩定運行，建議使用 100 mV 的最小 VRAMP 幅度在降壓器。最大 VRAMP 為建議使用 900 mV 以免降低瞬態回复。想像一下, 當VRAMP斜率越大, 爬升越快是否意味著抖動量變小, 更大的Vripple讓降壓轉換器更輕易控制內部開關。
常見公式 3 緩啟動設計
電容充電原理
在緩啟動期間，浪湧電流受到限制並且輸出電壓逐漸上升。透過內部定電流5uA對外部Css充電,完成緩啟動設計
常見公式 4 RFB
基本的分壓公式演化而來的迴授電阻計算
須注意Datasheet通常會提醒最大電阻值
常見公式 5 電感設計
電感充電原理
電感選擇
為了確定電感，紋波電流必須首先被定義。低電感值是允許使用的, 更小的封裝尺寸讓工程師較輕易設計, 但會產生更高的紋波電流並降低效率。較高的電感值會降低紋波電流，獲得更多效率。然而，較大的電感直接轉化為更大的包裝和更高的成本。成本、尺寸、輸出紋波和效率都用在選擇過程中。
K 是紋波電流的最大百分比。通常不超過 30%
一般常見公式它想代表什麼？
Vin-Vout決定了VL, Duty決定了dt , 那麼你要用多少電流充飽電感?
所以感值與電流成反比
常見公式 6 輸出電容
我們用面積來談談充電原理
常見公式有哪些?
電容上需要多少電荷量呢?
試試基本公式
嘗試推理一下充電面積
一個週期我們佔用1/2面積
佔一半的iL
iL與T又僅佔一半面積( 假設紅色面積幾乎等於淺藍色面積 )
演變成下面電荷公式
所以我們推出跟Datasheet一樣的公式
常見公式 7 限電流電阻
一般常見公式有兩種, 原廠會在Datasheet提到Klim或是RDS(on)來設計OCP.
周邊零件選擇
可以透過Absolute table來判斷, 須注意CBOOT必須大於VIN Capacitor耐壓水準
總結
降壓轉換器應用公式可以透過基本電學來解釋，通常差異比較大的為內部開關的選用， 間接引響RDS(on)與Coss與Ciss會產生些微計算不同！好的MOSFET可以減少開關損耗與傳導損耗進而提高效率，好的散熱表現可以減少工程師設計壓力。
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