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Step Down Converter (Buck Converter) Print E-mail
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Written by Douglas Paniagua   
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).
Step Down Converter Circuit
Step Down Converter Circuit

Simulationsergebnis
Die Ausgangsspannung ist Vout = Vin × Ton / Ts = 20V × 5us / 20us » 5V
Step Down Converter Output
Step Down Converter Output

Wenn der Schalter geschlossen ist steigt der Strom querd durch die Spule.
Wenn der Schalter geöffnet ist sinkt dieser Strom.
Step Down Converter Output 2
Step Down Converter Output 2

Die Ripple des Stromes quer durch die Spule ist:
DiL = (Vin - Vout) × Ton / L = (20V - 5V) × 5us / 50uH » 1.5A

Step Down Converter Output 3
Step Down Converter Output 3

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.

Step Down Converter Output 4
Step Down Converter Output 4

 
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