占空比上限

开关稳压器使用占空比来实现电压或电流反馈控制。占空比是指导通时间（TON）与整个周期持续时间（关断时间（TOFF）加上导通时间）的比率，它定义了输入电压和输出电压之间的简单关系。
更准确的计算可能还需要考虑其他因素，但是这些并不是这些说明中的决定性因素。开关调节器的占空比由相应的开关调节器拓扑决定。
降压（buck）转换器的占空比为D，其中D =输出电压/输入电压，如图1所示。对于升压（boost）转换器，占空比D = 1-（输入电压/输出）电压）。
这些关系仅适用于连续传导模式（CCM）。在此模式下，电感器电流在时间段T内不会降至零。
在额定负载下工作的电路通常使用此模式。在低负载或间歇操作下，线圈电流会在关断时间内放电。
此模式称为不连续传导模式（DCM）。在特定的输入电压和输出电压下，这两种工作模式具有各自的占空比关系。
图1.使用ADP2441的典型降压开关调节器。图2显示了时域切换行为的示例。
在本示例中，我们考虑了非间歇工作模式下的降压型开关稳压器。即在连续导通模式下。
占空比与开关频率无关。时间段T通常在20 µs（50 kHz）和330 ns（3 MHz）之间。
如果输入电压和输出电压具有相同的值，则要求占空比= 1。这意味着只有准时，没有下班时间。
但是，并非每个开关稳压器都可以实现。如图1所示，为了实现此占空比，高端MOSFET必须连续导通。
如果将此开关设计为N沟道MOSFET，则其栅极电压需要高于电路的输入电压，以使器件工作。如果需要在每次导通后一定时间将其关闭（占空比＆lt; 1），则根据电荷泵原理，可以容易地产生高于电源电压的电压。
但是，对于100％的占空比，这是不可能的。因此，对于占空比为100％的开关稳压器，要么将不依赖于开关稳压器MOSFET并独立运行的精密电荷泵，要么将图1所示的高端开关设计为P沟道MOSFET。
。这些将导致工作量和成本增加。
图2.降压型开关稳压器的开关的时域表示（CCM模式下的线圈电流）。图3显示了ADI的开关调节器ADP2370，该器件使用P沟道MOSFET作为高端开关，以实现100％的占空比。
对于这种类型的降压转换器，可以将输入电压降低到非常接近输出电压的水平。将P通道开关集成到开关调节器中可以避免额外的成本。
图3.可以实现100％占空比的开关稳压器示例。如果应用要求输入电压下降到非常接近输出电压设定点的水平，则应选择允许占空比= 1或100％的开关稳压器。
除了由开关调节器拓扑结构的高端开关确定的限制外，占空比还受到其他因素的限制。稍后我们将向您介绍电源管理技能。