上圖所示，通常我們知道，BUCK電路的輸出電壓VOUT的大小是通過R1和R2兩個分壓電阻配置的，配置公式為 Vout = Vfb*(1+R1/R2)；但是，在BUCK電源控制芯片固定的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)的Vout最小值和最大值分別是多少呢？本文，我們將探討這個問題。
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限制因素1——參考電壓 VREF，限制 Vout 最小值
參考任意能夠可調(diào)輸出電壓的降壓轉(zhuǎn)換器或控制器芯片的規(guī)格書，幾乎都能夠找到如下用于配置輸出電壓大小的公式，如
也就是說，輸出電壓Vout的大小可以表示如下：
其中，R1是高邊反饋電阻，R2是低邊反饋電阻。由此可見，在 VREF固定的情況下，輸出電壓大小由比例 R1/R2 決定；當(dāng) R2 取無窮大的時候，比例 R1/R2 幾乎等于 0，這時輸出電壓 Vout 可取得最小值，等于 VREF ，這就是BUCK電路輸出電壓 Vout 能夠取得的最小值。
這里說明兩點：
① R2 取無窮大，也就是開路，R1 取 10k - 100k 之間電阻，將輸出端 Vout 連接到 Vfb 引腳即可。
② 某些BUCK芯片可以通過一些方法實現(xiàn)比 Vref 更低的輸出電壓，針對這點，本文不做討論，將在后續(xù)文章專門討論。
在BUCK電源控制芯片固定的情況下，VREF 是芯片固有的參數(shù)，如TPS54561DPRT芯片的參考電壓是 Vref,typ = 0.8V ，LM5116MH/NOPB芯片的參考電壓是 Vref,typ = 1.215V ，LM5161PWPR芯片的參考電壓是 Vref,typ = 2.0V 。所以，由這三個芯片組成的BUCK電路能夠?qū)崿F(xiàn)的輸出電壓 Vout 最小值分別為 0.8V 、1.215V 和 2.0V 。
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限制因素2——占空比或?qū)P(guān)斷時間，限制輸出電壓最小值和最大值
由“3.1.6.1 CCM模式下的占空比” [BUCK電路的CCM模式占空比，你知道哪幾種？]章節(jié)公式(3.91)可得，基于占空比和輸入電壓這兩個參數(shù)，降壓電路的輸出電壓表示為(3.111)
所以，在輸入電壓固定不變的情況下，從占空比這個參數(shù)的角度看，降壓電路的輸出電壓最小值和最大值分別對應(yīng)著占空比有最小值和最大值時，表示為
從公式(3.97)和(3.98)可知，占空比最小值和最大值分別對應(yīng)著降壓器件的導(dǎo)通時間最小值和關(guān)斷時間最小值，所以降壓電壓的輸出電壓最小值和最大值可以表示為(3.114)(3.115)
可見，在輸入電壓 V_IN 和開關(guān)頻率 F_SW 不變的情況下，輸出電壓與占空比或?qū)〞r間成正比關(guān)系，與關(guān)斷時間成反比關(guān)系。
這里需要說明的是，開關(guān)電源電路中的很多參數(shù)都是相互關(guān)聯(lián)的。從公式(3.111)看出，降壓電路的輸出電壓等于占空比與輸入電壓的乘積，基于占空比這個參數(shù)看輸出電壓最小值和最大值時，前提條件必須是在輸入電壓恒定的情況下；基于導(dǎo)通時間和關(guān)斷時間看輸出電壓最小值和最大值時，前提條件必須是在輸入電壓和開關(guān)頻率都恒定的情況下。
以上，輸出電壓最小值和最大值公式(3.112) - (3.115)是依據(jù)公式(3.111)推導(dǎo)而來，而公式(3.111)又是公式(3.91)的變形。
參考“3.1.6.1 CCM模式下的占空比”章節(jié)可知，公式(3.91)是忽略了寄生參數(shù)后簡化的降壓電路占空比的表達(dá)式；在不忽略寄生參數(shù)的情況下，非同步降壓電路和同步降壓電路占空比的表達(dá)式分別是公式(3.89)和公式(3.90)，如果想要更精確地計算輸出電壓的最小值和最大值，就需要利用這兩個包含寄生參數(shù)的降壓電路占空比的表達(dá)式。
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附：公式(3.89)和公式(3.90)
你知道還有哪些參數(shù)會限制BUCK電路輸出電壓最小值和最大值嗎？歡迎留言討論。
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