文章基本内容：
1.Buck电路的拓扑结构、工作原理；
2.（输入、输出）电容取值、电感感量的计算；
3.Buck各处电压、电流的波形；
4.实际电路应用举例。

1.Buck电路的拓扑结构、工作原理：

Buck电路是DC→DC的降压电路。可初略分为异步buck和同步buck电路。还可分为：CCM（电感电流连续工作模式），DCM（电感电流不连续工作模式），BCM（电感电流连续工作模式，周期结束时电感电流刚好降为0），看电感电流是否连续，可以从每个周期的电感电流是否从0开始判断。
先讲异步buck电路。基本拓扑结构时这样的：

**mos管相当于开关。**开关不局限于mos管，还可以是三极管、单刀双掷开关等。
下面分开关闭合与断开，两种情况进行讨论。

开关闭合时，二极管不导通，电感左侧为Vi，右侧为Vo，左边电压高于右边电压时，即实现降压，电感两端电压为Vi-Vo。由电容两端电压与电流的关系，有Vi-Vo=L*（di/dt），因为Vi-Vo恒定，则电流i呈线性增大变化，电流从左端流到右端。电感中的电流在线性增大的同时会发生自感，自感反过来会阻碍电流的变化，这时电感就将电能转化为磁能存储起来了。
开关断开时，电感的电流不发生突变，从左端流向右端；电压反向，左侧为低电势，右侧为高电势，同时，电感之前存储的磁能就转化为电能释放给负载R。二极管于是导通，若假设二极管的导通管压降为Vd，则电感左侧电压为-Vd，，左侧与右侧的电压差为-Vd-Vo，再由-Vd-Vo=L*（di/dt）可知，此时流过电感的电流为线性减小。

2.公式计算

占空比D：
开关闭合时，有Vi-Vo=L*（di/dt）；开关断开时，有-Vd-Vo=L*（di/dt）。如果是在CCM的工作模式（此模式下，电感比较大）下，则可作出电感电流随时间的变化图像。

如果是在DCM的工作模式下，电感比较小，负载比较大，或者周期T比较长，电感电流已经降为0了，而新的周期还没有开始。所以每个新的周期电感电流都是从0开始线性增大的。
若整个电路稳定，则Vo输出值稳定，其负载电流稳定。那么，一个周期内电感电流的增加量和减小量应当一样，否则将会影响Vo输出值和负载电流值。
（不考虑电流方向，单纯比较数值时）电流的变化速率与电压成正比。上图中的斜率的绝对值代表的就是电流的变化速率，与横坐标变化值（△t）成反比，则可知：
（Vi-Vo）/（Vd+Vo）=Toff/Ton。
（即，伏秒法则！）变化一下。

（借用一下别人的图片）

但实际这种求D可能麻烦了一点，利用U=L*（△i/△t），可以列出Ton时，上升的电流，Toff时下降的电流。为了保持稳定，两者应当相等，也可求出D的表达式。
如果是同步buck，则是将拓扑结构图中的二极管换成了mos管，那么Vd可以近似为0，代入上面公为：
电感感量
电感选型需要考虑：电感感量和电感电流。
**电感感量又决定了电感纹波电流的大小。我们知道U=L（△i/△t），则△i/△t=U/L=电路变化斜率的绝对值。在输入输出电压恒定时，斜率的绝对值与电感量成反比。

电感电流包括两部分：平均电流IL和纹波电流△IL。
首先看平均电流：输出电压Vo基本不变，负载电流基本不变，等于Vo/R。其因为输出滤波电容两端的电压基本没变化，所以电容的平均电流也为0。由电感右端节点的KCL可得，电感的平均电流等于负载的平均电流。即IL=Vo/R。
再看电感的纹波电流△IL，（就是上面那个三角波的图！它的含义就是电感电流随时间的变化图像啊）

用开关闭合时来算，由于一个周期时间很短，△t可以和dt等价。电感两端电压是Vi-Vo。则有Vi-Vo=L（△IL/Ton），公式带入有：

根据上面三角波的图，可以知道电感的峰值电流为，电感的平均电流+纹波电流的一半。具体是：

电感选型时，需要满足：△IL=(0.2~0.4)*IL。则有：

根据这个范围，就可以求电感的范围了。

3.举例

以MPS公司的MP2388芯片为例。
内部结构为：

外部连接的一个例子是：

从上面两个图，可以发现SW端接了上管和下管。上管的作用就是上文中提到的开关。而下管类似于上文中的二极管。这是一个同步的buck电路。观察SW外侧的连接，可以明显看出buck电路。其中BST和SW之间有一个自举电容，具有重要作用。

Buck电路基本介绍相关推荐

buck电路matlab,buck变换器介绍_buck变换器matlab仿真
描述 BUCK 电路是一种降压斩波器,降压变换器输出电压平均值UO 总是小于输入电压Ui.通常电感中的电流是否连续,取决于开关频率.滤波电感L 和电容C 的数值. 简单的BUCK 电路输出的电压不稳定 ...
buck电路上下管_推荐 | 学好电路设计与仿真？你不能错过这两本书籍 ~
网友小编,有没有 Saber 相关书籍可以推荐一下?还有,Saber 软件下载那个版本比较好? 当然有啦! 小编 <Saber 电路仿真及开关电源设计> 柯福波等编著本书以 ...
【DCDC转换器】BUCK电路的演进
本文将是对BUCK型DCDC转换器的起步介绍,从BUCK电路模型的建立出发,可以对转换器原理有更清晰的认识.其次对三种不同类型开关电源转换器的原理进行计算,转换器的原理基本是类似的,相同的分析方法可以 ...
buck电路尖峰电压分析_一种buck电路及其MOS管的电压尖峰吸收电路制造技术
本申请公开了一种buck电路中的MOS管的电压尖峰吸收电路,包括电容.第一二极管和第一电阻:其中,电容的第一端分别与buck电路中的电源正极和MOS管的第一端连接,电容的第二端分别与第一二极管的阳极和 ...
buck电路matlab,buck电路simulink仿真
buck电路matlab仿真及其PID控制器参数调整主电路搭建参数设置 buck电路传递函数辨识 matlab pid-tuner进行pid控制器参数调整,将调整好的PI参数更新到buck电路控制 ...
【硬件设计】DC-DC之降压(BUCK)电路
文章目录 1. BUCK电路基础 1.1 BUCK电路物理基础 1.2 BUCK电路工作原理 1.3 BUCK电路应用场景和特点 2. 驱动芯片IR2109 2.1 IR2109芯片简介 2.2 IR ...
DCDC基础（4）-- 非同步BUCK电路的续流二极管是怎么确定的?
欢迎关注我的微信公众号:射频工程师的日常,每天给你分享技术干货上一篇文章介绍了BUCK电路的电感关键参数的选型,本来打算写一下输出电容的选型,但是看了好多博主写的文章后,觉得自己理解的不够透彻,好多 ...
buck电路pscad仿真_十二脉波整流器谐波抑制控制策略仿真
十二脉波整流器谐波抑制系统由不控整流主电路.BuckBoost 补偿电路.不控整流电流给定和控制系统组成.不控整流主电路通过 Y-∆变压器和电网连接,原边采用 Y 型连接,而两个副边分别采用 Y ...
buck电路_2步避免BUCK电路中的“地弹”
我们在进行硬件设计时,时常会遭遇一些尴尬的事情,反复确认了电路图的设计完全正确,但是做出来的板子却无法正常工作.找来找去查不出问题,最终,我们会怀疑Layout设计是否出了问题,其中在Layout中最 ...

Buck电路基本介绍

目录

1.Buck电路的拓扑结构、工作原理：

2.公式计算

3.举例

Buck电路基本介绍相关推荐

最新文章

热门文章