降壓轉換器導通狀態(tài)下的電流和電壓    當開關控制波形（原理圖中的 VSWITCH）為邏輯高電平時，開關打開。這使得電流可以從輸入電源自由流向電路的右側部分（圖 2）。

    降壓轉換器導通狀態(tài)下的電流
    圖 2.降壓轉換器導通狀態(tài)下的電流流動
    如圖 2 所示，電源電流流經(jīng)開關 S1 和電感器 L1，最后流向電容器 C1 和負載電阻器。通過電感器的電流逐漸增加，并且電感器正在“充電”，即，存儲在其磁場中的能量正在增加。電感器電流分配至電容器和負載。
    請注意，該圖沒有顯示任何電流流入二極管。在導通狀態(tài)期間，開關兩端的電壓降幾乎為零，因此二極管兩端的電壓約等于V IN。因此，二極管是反向偏置的并且表現(xiàn)為開路。
    降壓轉換器開啟期間的瞬態(tài)響應    當開關打開時，讓我們仔細考慮圖 3 的多窗格圖中包含的信息。我們將從底部開始一直到頂部討論每個子圖。

    圖 3.降壓轉換器導通狀態(tài)下的瞬態(tài)電流和電壓
    二極管電壓
    從底部開始，我們知道處于導通狀態(tài)，因為二極管兩端的電壓 (12 V) V(d1) 等于輸入電壓。
    電感電流
    電感器電流 I(L1) 逐漸上升，并且電感器正在充電。請注意，該圖中縱軸的最小值是 80 mA，而不是 0 mA。盡管開關在關閉狀態(tài)下完全阻止輸入電流，但電感器可確保大量電流繼續(xù)在電路的右側部分流動。
    電容器電流
    流入電容器的電流 I(C1) 也在增加。當 I(C1) 超過 0 mA 并變?yōu)檎禃r，電容器開始充電（并且其電壓增加）。
    負載電流
    負載電流 I(Load) 穩(wěn)定在電感電流的平均值。當電感器電流以 140 mA 的紋波上下傾斜時，負載電流如何保持如此穩(wěn)定？電感器電流僅有的兩條路徑是負載電阻和電容器 C1，因此答案必須涉及 C1。
    如果仔細觀察 I(C1) 圖，您會發(fā)現(xiàn)電容器不斷補償電感器電流的偏差。例如，當 I(L1) 為 80 mA 時，I(C1) 為 –70 mA，其中負號表示電容器提供70 mA 電流。負載從電感器獲得 80 mA 電流，加上從電容器獲得 70 mA 電流，從而產生 150 mA 的總電流。
    然而，當 I(L1) 為 220 mA 時，I(C1) 為 +70 mA，其中正號表示電容器正在吸收70 mA。因此，負載電流為 220 mA – 70 mA = 150 mA。
    輸出電壓
    輸出電壓 V(vout)（也是電容器兩端的電壓）在其平均電壓附近呈現(xiàn)出低幅度紋波。在輸出電壓圖中，我放大了 y 軸以突出顯示電壓紋波。
    請注意，當電容器電流超過 0 mA 時，電壓開始增加。這是有道理的 - 在此模擬中，正電容器電流是流入電容器的電流，因此會導致其電壓增加。
    輸出端的電壓約為 6 V，約為 12 V 輸入電壓的一半。降壓轉換器確實按照需要降低了電壓。
    降壓轉換器關斷狀態(tài)下的電流和電壓
    當開關 S1 關閉時，電流繼續(xù)在電路的右側部分流動，如圖 4 所示。不過，該電流不能來自輸入電源，也不能來自無處。相反，它在二極管 D1 的幫助下循環(huán)。    關斷狀態(tài)下的降壓轉換器電流

    圖 4.關斷狀態(tài)下的降壓轉換器電流
    當開關關閉時，電感器 L1 的作用類似于電源而不是負載。盡管輸入電源丟失，電感器仍保持電流流動，但其電流正在逐漸下降。
    當電感器電流減小時，其電壓降的極性相對于電流增大時的極性反轉。在圖 4 的示意圖中，這意味著左側電感器端子相對于右側端子變?yōu)樨撝担聦嵣希撾妷荷踔料鄬τ诮拥刈優(yōu)樨撝怠?br>    當左側電感器端子電壓變得足夠負以對二極管 D1 進行正向偏置時，電流可以如圖所示循環(huán)。二極管在開關模式調節(jié)器中起著至關重要的作用。它在導通狀態(tài)期間不會干擾電路操作，并且在關斷狀態(tài)期間為電感器電流創(chuàng)建低阻抗路徑。
    降壓轉換器關斷期間的瞬態(tài)響應
    讓我們看看圖 5 中所示的多窗格圖的關閉狀態(tài)版本，再次從底部到頂部。    降壓轉換器導通狀態(tài)下的瞬態(tài)電流和電壓

    圖 5.降壓轉換器導通狀態(tài)下的瞬態(tài)電流和電壓
    二極管電壓
    請注意，二極管陰極的電壓以及電感器左側端子的電壓 V(d1) 不會降至零，而是降至零以下。它遠低于零，足以使二極管正向偏置。二極管的陽極直接接地，因此正向偏置需要陰極有負電壓。
    電感電流
    電感器電流 I(L1) 逐漸下降，表明電感器正在放電，即在其磁場中損失能量。電感器的壓降使其可以通過二極管從接地節(jié)點汲取電流。
    電容器電流
    電容器電流 I(C1) 正在減小，并在對應于 V(vout) 圖中從電容器電壓增加到電容器電壓減小的轉變的時刻從正區(qū)域交叉到負區(qū)域。
    負載電流
    與在導通狀態(tài)下一樣，負載電流在關斷狀態(tài)期間保持基本恒定。
    輸出電壓
    輸出電壓隨著電容器向負載提供電荷而增加，然后隨著電容器電流變?yōu)樨撝刀_始下降。請注意，電壓的比例再次被放大，以突出顯示相對較低的輸出電壓變化。
    降壓轉換器的穩(wěn)定輸出電壓和電流
    我們研究了降壓開關穩(wěn)壓器功率級在開啟狀態(tài)和關閉狀態(tài)期間的電氣行為。我希望這次討論能夠幫助您了解這些電路如何保持穩(wěn)定的電壓和一致的負載電流，同時實現(xiàn)高效率。這可以通過開/關開關控制來實現(xiàn)。