ANALOG
Douglas Paniagua
Douglas Paniagua
§ Step Down Converter (Buck Converter)
Modellierung
Man wählt Ton = 5us und Ts = 20us.
Das ergibt ein Duty Cycle D =Ton / Ts = 5us / 20us » 0.25
Die Ausgangsspannung hängt von dem Duty Cycle und von dem Eingangsspannung ab.
Sei die Eingangsspannung 20Vdc.
Dann Vout = Vin × D = 20 × 0.25 » 5V
Die Ripple für den Strom, der durch die Spule fließt ist (mit L = 50uH):
DiL = (Vin - Vout) × Ton / L = (20V - 5V) × 5us / 50uH » 1.5A
Der Augangsstrom ist: Iout = Vout / RL = 5/5 » 1A
Schematic
Man verwendet einen Schalter mit Ron = 0.01W (short circuit) und Roff = 1MW (open circuit).
Simulationsergebnis
Die Ausgangsspannung ist Vout = Vin × Ton / Ts = 20V × 5us / 20us » 5V
Wenn der Schalter geschlossen ist steigt der Strom querd durch die Spule.
Wenn der Schalter geöffnet ist sinkt dieser Strom.
Die Ripple des Stromes quer durch die Spule ist:
DiL = (Vin - Vout) × Ton / L = (20V - 5V) × 5us / 50uH » 1.5A
Die folgende Abbildung zeigt den Strom iL(mit Ripple) und der Durschnit dieses Stromes.
Dieser Strom ist ungefähr: Iout = Iavg = Vout / Rout = 5 / 5 » 1A
Man kann bestätigen, dass nach dem Erreichen der Absetzzeit (settling time) IL ® Iout.
