BUCK电路的占空比与输入电压、负载电流的变化关系

我们在前文 BUCK电路的CCM模式占空比，你知道哪几种？中总结了8种BUCK电路占空比的表达式，其中两种表达式如下：

本文，我们基于公式来理解BUCK电路的占空比与输入电压、负载电流的变化关系...

参考“3.2.2 降压电路中有哪些电压参数？”章节内容（ 该章节内容后续更新 ）可知，功率电感直流电阻压降 V_DCR 、高边开关管导通压降 V_(DS(ON)-H) 和低边开关管的导通压降 V_(DS(ON)-L) 的表达式分别为公式(3.107)、(3.108)和(3.109)，如下所示：

将上述三个公式分别代入(3.89)和(3.90)，可得包含负载电流参数的占空比表达式分别为

在同步降压转换器或控制器电路中，通常高边开关管的导通电阻 R_(DS(ON)-H) 都是大于低边开关管的导通电阻 R_(DS(ON)-L) 的，因为降压电路的占空比是小于1的，当占空比在0 < D < 0.5 区间时，低边开关管的占空比1-D 就会大于0.5，这意味着低边开关管导通的时间比高边开关管更多，更小的 R_(DS(ON)-L) 意味着更小的损耗，有利于提升转换效率。所以，R_(DS(ON)-H)-R_(DS(ON)-L) 是大于零的。从而可见，在上述两个公式中，其他参数保持不变的情况下，降压电路的占空比与输入电压成反比关系，与负载电流成正比关系。

所以，非同步和同步降压电路能够取得的最大占空比如下：

这从直观上也容易理解：

在稳态条件下，占空比和输出电压都是恒定的。如果输入电压逐渐减小，那么就需要通过增大占空比来维持输出电压不变，因为 V_OUT = D × V_IN 。

如果负载电流逐渐增大，对应的输出电压会越来越低，但是这个动作会被电源电路的反馈引脚FB检测到，电源电路会通过增大占空比的方法增大输出电压，使输出电压稳定在设定值。结果就是，通过增大占空比的方法补偿了因为负载电流增大导致的输出电压跌落。所以，占空比大小与负载电流大小是成正比关系的。