在本系列文章的第1部分中，我們探討了為什么開關電流很重要，滿足預期負載所需的輸出電流，以及選擇降壓和升壓DC-DC轉換器之間的差異。

在第2部分中，我們將介紹VSW、晶體管最大允許電壓和占空比限制、如何使用LTspice理解外設應力，以及VSW和占空比之間的聯系。

通常，IC的VIN范圍在數據手冊中指定，包括推薦范圍和絕對最大值。帶有內部電源開關的升壓穩壓器可能產生的最高輸出電壓在數據手冊中表示為其最大VSW額定值。如果使用帶有外部 MOSFET 的升壓控制器作為電源開關，則 MOSFET 的數據手冊中規定的 VDS 額定值是限制最大輸出電壓的因素。

例如，LT8330升壓穩壓器的輸入電壓范圍為3 V至40 V，絕對最大開關電壓為60 V，固定開關頻率為2 MHz。雖然絕對最大60 V開關電壓額定值使器件能夠產生升壓輸出至60 V，但最佳做法是保持低于此電壓至少2 V。

輸出電壓也受占空比的限制。最大和最小占空比可能在數據手冊中，也可以計算。使用LT8330將12 V轉換為48 V，對于CCM，省略二極管壓降以獲得高轉換比，占空比根據輸入和輸出電壓計算：

D = （VO – VIN）/VO = （48 V – 12 V）/48 V = 0.75 或 75%

檢查IC是否能夠在所需的占空比下工作。

IC最小占空比由下式給出：

DMIN = 最小噸（最大） × fSW（最大值）

IC最大占空比由下式給出：

最大尺寸 = 1 – （最小托夫（最大） × fSW（最大））

最小TON和最小TOF可在數據手冊的電氣特性表中找到。使用表的最小值、典型值和最大值列中的最大值。使用 LT8330 的公布值以及 DMIN 和 DMAX 方程，得出 DMIN = 0.225 和 DMAX = 0.86。從結果中，我們可以看到LT8330應該能夠將12 V轉換為48 V，因為設計要求占空比為0.75。

了解使用LTspice的外設應力

圖12所示原理圖實現了之前介紹的設計理念，LT8330采用12 V輸入至48 V輸出轉換器，支持150 mA負載。

圖 12.LT8330用于12 V至48 V轉換器，負載電流為150 mA。

通過LTspice仿真，我們可以繪制和測量許多參數。圖13描述了那些可以幫助您選擇IC的方法。

VSW 和占空比

運行仿真后，您可以將 SW 節點行為視為波形，以了解開關在開關周期內存在的電壓。為此，請將鼠標懸停在 SW 節點上，使十字光標變為紅色電壓探頭。單擊以在波形查看器上繪制開關節點行為。得到的曲線對應于內部功率MOSFET的漏極。

正如預期的那樣，當MOSFET導通時，電壓電位接近地電位，但更重要的是，在TOFF期間，MOSFET關斷，漏極電壓受輸出電壓加二極管壓降的影響。現在我們知道MOSFET的VDS上的應力是多少。如果我們選擇使用外部MOSFET作為電源開關的控制器設計，我們應該選擇VDS額定值為60 V的MOSFET。

在LTspice波形查看器中，可以使用光標進行水平和垂直測量，類似于示波器上的光標。要調用光標，請單擊LTspice波形查看器中的V（sw）標簽。這會將第一個游標附加到跟蹤，再單擊一次將第二個游標附加到同一跡線。或者，右鍵單擊標簽并選擇所需的光標以顯示給定的探測跡線。使用這些光標，您可以測量TON并計算占空比，以噸/周期給出。

TPERIOD = TON + TOFF = 1/fSW。早些時候，我們計算出這是75%或0.75。使用LTspice，我們得到大約373 ns。LT8330使用2 MHz的固定開關頻率，因此TP = 1/2e6 = 500 ns，因此占空比為373 ns/500 ns = 0.746。

圖 13.LTspice中圖形查看器上的開關節點圖。

圖 14.測量TON以驗證估計的占空比。

在第3部分中，我們將詳細介紹通過電感的峰值電流和電壓，通過二極管的電流和電壓以及二極管的功耗。

審核編輯：郭婷