降压转换器的直流传递函数

　　在关断时间，电感电流保持在相同的方向通过现在续流的二极管。电感电压反转，图4显示功率MOSFET关断时的更新的电流路径：

　　图4：在关断期间，二极管导通和将电感左端拉到–Vf

　　我们可计算电感在关断期间的伏秒，通过考虑电感右端偏置在Vout，而它的左端偏置到 。因此，我们有：

　　如果我们从(6)中减去(7)，然后求解M得到0，我们就有：

　　在这个表达式中，我们可看到rDS(on)平均影响按占空比D加权，而二极管正向压降Vf取决于 。因此在具有低占空比(例如12到1.2 V转换)的CCM转换器中，最好关注二极管特性(D‘是大的)，并通过可能选择低-Vf的肖特基或实现同步整流将其影响降到最低。当D很小时，rDS(on)的影响就不那么重要了。反之，对于较大的占空比，rDS(on)对能效的影响将更大。无论占空比如何，电感欧姆损耗rL在导通和关断期间都存在，并且必须保持在最低值。

　　从(8)中，我们可提取由控制回路调整的占空比值，以使Vout保持在目标值：

　　假设一个12伏电源供电的降转换器必须在5A输出电流(R=1Ω)下精确输出5V。MOSFET rDS(on)为56mΩ，二极管在此电流下的正向压降为787 mV，电感ESR为70mΩ。精确输出5V的占空比是多少?用(9)计算，我们有

　　在本例中，(5)将返回0.417，这是一个较低的值。我们可使用一个如[1]中所述的有损平均模型来测试(10)。如图5所示。工作偏置点在示意图中显示(1V=100%)，并证实(10)得出的结果。

　　图5：有耗平均模型说明了各种欧姆路径所带来的影响

　正激转换器

　　正激转换器是一种降压衍生结构：一种加有隔离变压器的降压转换器。必须确保正激变换器逐周期铁心退磁，并有多种变量来实施这机制。图6所示为将第三个变压器绕组与二极管D3相关联的最简单方法。假设初级端为1：1的匝比，这个额外的绕组对磁化电感Lmag施加一个退磁斜率，与Q1导通时相同。因此，最大占空比必须小于50%，以确保在最坏的情况下确保铁心复位。更详细的结构，如正向有源钳位提高这个限制到60-65%，但这里不作研究。理想的正激转换器的经典直流传递函数公式为

　　图6：正激转换器需要一个辅助绕组来进行铁芯退磁

　　当您考虑变压器的缩放作用时，只是认为一个经典的降压转换器除了NVin不再接收Vin。

　　在不涉及变压器运行细节的情况下，我们可探索这种开关转换器的导通和关断阶段。当控制器指示功率开关导通时，施加到变压器主回路的电压为Vin减Q1的压降。下降是因为在导通时电流在开关提供的电阻路径中流动。该电流由两个分量组成：磁化电流和变压器匝比N施加的反射输出电流。在D1和D2阴极的交界处，初级端电压因D1的正向压降而降低。最后，输出电流Iout引起rL的压降，如图7所示，我们忽略了磁化电流的作用。

　　图7：输入电压由变压器匝数比缩放，进一步降低了各种压降。这种表示法在没有磁化电流作用的导通期间内是有效的。