降压型DC/DC转换器工作原理详解：以连续模式（CCM）为例
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本文将围绕降压型DC/DC转换器的基本工作原理，以降压型DC/DC转换器的“连续模式（CCM: Continuous Conduction Mode）”为例，说明DC/DC转换器的工作原理概述。
1、降压型DC/DC转换器的基本构成
降压型DC/DC转换器由以下主要元件/电子元件构成，以实现变压功能。
开关元件(Main SW)
主要使用功率MOSFET (MOS功率调整管）。 该元件通过快速反复导通/关断，负责将线圈电流间歇性提供给电感器。 其导通/关断比例（占空比）是决定输出电压的重要因素。 二极管(D)
开关元件（SW）关断时，为确保流经电感器的电流路径而必需。 在非同步整流型中，使用肖特基势垒二极管。在同步整流型中，使用另一个MOSFET替代此二极管，旨在降低因正向压降引起的损耗，从而提升效率。 电感器(L)
通过储存、释放磁能，起到向输出侧供给电流的作用。 输入电容(CIN)
抑制输入电压波动，起到DC/DC转换器稳定工作的作用。 输出电容(CL)
用于吸收电感器提供的电流，稳定输出电压。
2、降压型DC/DC转换器的工作原理概述
降压型DC/DC转换器的工作通过快速反复以下两个阶段的开关元件的导通/关断来实现。
阶段1: Pch FET开关导通（ON）期间
在此期间，高侧配置的Pch FET开关将处于导通状态。Pch FET开关处于导通状态时，电流从输入侧流向线圈，并向输出侧供给电流。此时各节点的状态如下所示。
Pch FET栅极：根据来自控制电路的信号，栅极电压变为低（Low）电平，Pch FET开关将导通。由此，VIN和线圈将导通。
电流路径：电流从输入电压流出，经由处于导通状态的Pch FET开关和线圈，供给连接到输出电容（CL）的负载。
线圈电流(IL)：线圈上会施加一个从输入电压减去输出电压的正电压（Vin-Vout）。 基于此电压差，线圈电流将呈线性增长，电流增长率为（Vin-Vout）/L。
Lx节点：作为Pch FET漏极的Lx节点，因开关已导通而处于高（High）电平（接近VIN的电压）。
VOUT：通过线圈供给电流，对输出电容充电，输出电压会逐渐上升。
阶段2: Pch FET开关关断（OFF）期间
接下来是Pch FET开关关断后的阶段2的工作。在此期间，高侧配置的Pch FET开关将处于关断状态。Pch FET开关处于关断状态时，电流从GND流向线圈，并向输出侧供给电流。此时各节点的状态如下所示。
Pch FET栅极：根据来自控制电路的信号，栅极电压变为高（High）电平，Pch FET开关将关断。
电流路径：即使开关关断，电感器也具有阻碍电流突变的特性（楞次定律）。因此，电感器中储存的电流会通过二极管（D）或同步整流用MOSFET（开关2），持续流向输出电容（CL）。
线圈电流(IL)：线圈上会施加一个负电压（-Vout）。 基于此电压差，线圈电流将呈线性减少，电流增长率为-Vout/L。
Lx节点：为维持线圈电流，通过自感产生肖特基势垒二极管（或同步整流用MOSFET）导通的电压。具体而言，因Lx电压变得低于GND，二极管会被正向偏置，形成使电流持续流动的路径。
VOUT：虽然通过线圈供给电流，但会因供给电流略小于输出电流而放电，输出电压随之逐渐下降。
3、输出电压的控制：占空比(Duty比)
控制电路会持续监测输出电压，并根据负载电流和输入电压的波动，实时调整此占空比。由此，即使外部条件发生变化，也可维持稳定的目标输出电压。例如，负载电流增大导致输出电压趋于下降时，控制电路会略微增加占空比，向输出侧提供更多能量，从而恢复电压。
By : Nobuhiko Kamano
2005年加入特瑞仕半导体。
从事DC/DC转换器等电源IC开发6年，其中3年从事离线LED驱动器的技术支持。 之后负责特瑞仕电源IC客户的技术支持。
凭借在产品开发中积累的专业技术以及多年客户支持中积累的丰富经验（包括电源相关问题的解决方案和故障排除），目前负责特瑞仕产品的技术支持和产品提案。
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