buck电路上下管_什么是 BUCK 电路_BUCK 电路工作原理

BUCK电路是一种降压斩波器，降压变换器输出电压平均值Uo总是小于输出电压UD。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。

什么是 BUCK 电路

BUCK 电路就是一种 DC-DC 转换器，简单的讲就是通过震荡电路将一直流电压转变为一高频电源，然后通过脉冲变压器、整流滤波回路输出需要的直流电压，类似于开关电源。

BUCK 电路工作原理

Buck 变换器工作在电感电流连续模式下的工作原理如下：开关管的导通与关断受控制电路输出的驱动脉冲控制。当控制电路脉冲输出高电平时，开关管导通，续流二极管 D 阳极电压为零，阴极电压为电压电压 Us，因此反向截止，开关上流过电流 is 流经电感 L 向负载 R 供电；此时 L 中的电流逐渐上升，在 L 两端产生左端正右端负的自感电势阻碍电流上升，L 将电能转化为磁能存储起来。经过时间 ton 后，控制电路脉冲为低电平，开关管关断，但 L 中的电流不能突变，这时电感 L 两端产生右端正左端负的自感电势阻碍电流下降，从而使 D 正向偏置导通，于是 L 中的电流经 D 构成回路，电流值逐渐下降，L 中储存的磁能转化为电能释放出来供给负载 R。经过时间 toff 后，控制电路脉冲又使开关管导通，重复上述过程。滤波电容 C 的作用是为了降低输出电压 Uo 的脉动。续流二极管 D 是必不可少的元件，若无此二极管，电路不仅不能正常工作，而且在开关管由导通变为关断时，L 两端将产生很高的自感电势从而损坏开关管。

BUCK 电路图

等效的电路模型及基本规律

(1)从电路可以看出，电感 L 和电容 C 组成低通滤波器，此滤波器设计的原则是使 us(t)的直流分量可以通过，而抑制 us(t) 的谐波分量通过；电容上输出电压 uo(t)就是 us(t) 的直流分量再附加微小纹波 uripple(t) 。

(2)电路工作频率很高，一个开关周期内电容充放电引起的纹波 uripple(t) 很小，相对于电容上输出的直流电压 Uo 有：电容上电压宏观上可以看作恒定。电路稳态工作时，输出电容上电压由微小的纹波和较大的直流分量组成，宏观上可以看作是恒定直流，这就是开关电路稳态分析中的小纹波近似原理。

(3)一个周期内电容充电电荷高于放电电荷时，电容电压升高，导致后面周期内充电电荷减小、放电电荷增加，使电容电压上升速度减慢，这种过程的延续直至达到充放电平衡，此时电压维持不变；反之，如果一个周期内放电电荷高于充电电荷，将导致后面周期内充电电荷增加、放电电荷减小，使电容电压下降速度减慢，这种过程的延续直至达到充放电平衡，最终维持电压不变。这种过程是电容上电压调整的过渡过程，在电路稳态工作时，电路达到稳定平衡，电容上充放电也达到平衡，这是电路稳态工作时的一个普遍规律。

(4)开关 S 置于 1 位时，电感电流增加，电感储能；而当开关 S 置于 2 位时，电感电流减小，电感释能。

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