BUCK电路工作原理分析

BUCK电路工作原理分析
首先介绍BUCK电路的基本组成部分。

BUCK电路由一个开关元件（一
般为MOSFET）和一个电感组成。

开关元件用来开关输入电源和电感之间
的连接，以控制输出电压的平均值。

电感是储能元件，在开关元件导通期间，通过电流源向电感储存能量；在开关元件截断期间，储存在电感中的
能量通过二极管和负载传输到输出端。

BUCK电路的工作周期分为两个阶段：导通阶段和截断阶段。

在导通
阶段，开关元件导通，输入电压通过电感和开关元件传递到负载，同时电
感储存能量。

在截断阶段，开关元件截断，输入电压被限制在电感和负载
之间，储存在电感中的能量则通过二极管和负载传输到输出端。

接下来详细分析BUCK电路的工作过程。

在导通阶段，开关元件导通，电感上的电流线性增大。

根据基尔霍夫电压定律，电感的电压降等于输入
电压与输出电压之差，即Vi-Vo。

此时，电感积累的能量与电流和时间的
乘积成正比，即E=(1/2)*L*i^2，其中L为电感的电感值，i为通过电感
的电流。

由于电流增大连续的速率相同，可以得到E与i成正比。

在截断阶段，开关元件截断，电感储存的能量被传输到输出端。

此时，电感上的电流开始减小。

根据基尔霍夫电压定律，电感的电压降等于输出
电压与负载间的电压降，即Vo。

上述能量传输的过程实际上可以看作是
电感的电能转换为输出电压的能量转移。

BUCK电路的输出电压与输入电压之比由两个决定因素来控制：占空
比和电感的值。

占空比是指开关元件导通时间与一个工作周期的比值。

占
空比越小，输出电压越小。

而电感的值越大，输出电压也就越大。

通过合
理选择这两个参数的组合，可以实现不同的输出电压。

此外，由于BUCK电路的开关频率相对较高，通常在几十kHz至数百kHz范围内，也就意味着它不会引入明显的视觉闪烁或噪音。

同时，由于BUCK电路的输入端接近恒流源，输出端接近恒压源，因此具有较好的抗扰动能力。

综上所述，BUCK电路基于开关原理和电感储能原理，通过控制开关元件的导通和截断，实现输入电压的降压功能。

通过合理选择占空比和电感的值，可以得到所需要的输出电压。

BUCK电路具有设计灵活、电能转换效率高、抗扰动能力好等特点，广泛应用于电子设备中。