BUCK 变换器轻载时三种工作模式原理及应用
buck电路原理
Buck电路原理1. 引言Buck电路是一种常见的降压转换器，广泛应用于电子设备和电源系统中。
本文将介绍Buck电路的工作原理、主要组成部分以及性能指标，帮助读者深入了解和应用这种电路。
2. Buck电路工作原理Buck电路是一种降压转换器，通过控制开关管的导通时间来降低输入电压，并在输出端获得所需的较低电压。
其工作原理如下：1.当开关管导通时，电感储能的电流增加，储能于电感中。
2.当开关管关闭时，电感储能的电流减小，电感释放储能，产生电感反电动势，使输出电压增加。
3.控制开关管导通和关闭的占空比决定了输出电压的大小。
3. Buck电路组成部分3.1 输入电源Buck电路的输入电源可以是直流电源或交流电源。
在直流电源情况下，输入电压稳定，常用于稳压降压电源。
在交流电源情况下，需要通过整流电路将交流电压转换为直流电压，然后输入至Buck电路。
3.2 开关管开关管是Buck电路的核心部分，用于控制输入电压的导通和断开。
常见的开关管有晶体管和MOSFET。
在导通状态下，开关管将电压传递至电感储能；在断开状态下，开关管将电感的储能释放到输出电路。
3.3 电感电感是Buck电路中重要的能量储存器，通过储存能量实现电压转换。
电感的选择和参数设计取决于输入电压范围、输出电流需求和工作频率等因素。
3.4 输出电路输出电路用于连接负载，并向负载提供所需的降压稳定电压。
输出电路通常包括输出电容和负载。
3.5 控制电路控制电路用于控制开关管的导通和断开，以实现稳定的降压转换功能。
常见的控制方式有脉宽调制（PWM）和电压模式控制（VMC）。
4. Buck电路性能指标4.1 转换效率转换效率是衡量Buck电路性能的重要指标，定义为输出功率和输入功率之比。
高转换效率意味着更少的能量损耗，能够提供更为稳定和高效的电源。
4.2 输出纹波输出纹波是输出电压在稳定状态下的波动情况。
输出纹波越小，表示电路的稳定性越好，能够提供更为纯净的电源。
buck-boost变换器工作原理
buck-boost变换器工作原理
Buck-boost变换器是一种电力转换装置，它可以将直流电压转换为不同的电压水平，从而实现电源的调整和控制。
它工作的原理基于开关电源的工作原理和能量储存原理。
Buck-boost变换器的基本结构包括开关管、电感、电容和控制电路。
工作原理如下：
1. 当输入电压高于输出电压时，开关管K1关闭，开关管K2打开。
此时，电感L和电容C组成的LC滤波回路开始储存能量。
电感L的磁场储存了电流的能量，电容C储存了电压的能量。
2. 在上述状态下，当开关管K1关闭时，由于电感的特性，电流不会突变。
电感L会释放储存的能量，电流会从电感流向负载。
3. 当电感释放能量时，负载上的电压会高于输入电压。
这样就实现了电压升高的功能。
4. 当输入电压低于输出电压时，开关管K1打开，开关管K2关闭。
此时，电容C充满了能量，而电感L则储存能量。
5. 在上述状态下，当开关管K1打开时，电感的磁场会继续储存能量。
电感释放能量，电流从电感流向负载。
6. 当电感释放能量时，负载上的电压会低于输入电压。
这样就实现了电压降低的功能。
通过不断地开关开关管K1和K2，Buck-boost变换器可以实现输入电压到输出电压的转换。
控制电路会根据输出电压的变化来控制开关管的状态，以实现稳定的输出电压。
总结起来，Buck-boost变换器通过周期性地储存和释放能量来实现对输入电压的调节，从而实现对输出电压的升高或降低。
这种转换过程是通过改变开关管的状态来控制的，通过控制电路实现对输出电压的稳定性控制。
BUCK变换器轻载时三种工作模式原理及应用Adlsong道
BUCK变换器轻载时三种工作模式原理及应用Adlsong道BUCK 变换器轻载时三种工作模式原理及应用 Adlsong摘要:降压型 Buck 变换器在轻载有三种工作模式:突发模式、跳脉摘要:冲模式和强迫连续模式。
文中详细的阐述了这三种模式的工作原理，同时介绍了这三种模式的优点及缺点。
通过滞洄比较器监控输出电压的突发模式开关管工作的时间短，效率高，纹波最大。
强迫连续模式电感的电流双向流动，效率最低，纹波最小。
跳脉冲模式工作 DCM模式并跳去一些脉冲，效率和纹波介于上述两种模式之间。
同时本文给出 3.3V 到2.5V 的Buck 变换器电感输入电容和输出电容的计算和选取方法。
关键词:突发模式跳脉冲模式强迫连续模式轻载关键词:Abstract: Buck conveter has three modes at lightoutput load: burst modepulse skip mode and force continuous mode. The principles of threemodes are discussed in detail in this paper. The advantages anddisadvantages of three modes are presented and also compared at thesame time. The longest off time duration highest efficiency and highestouput ripple voltage are featured for burst modedetecting output votagevia hysteresis comparator. The least efficiency and least ouputripplevoltage is featured for force continuous mode with positive and negativecurrent through the inductor. The efficiency and ouput ripple voltage ofpulse skip mode with skipping some swithching pulse is between that oftwo modes above. The methods to calculate the inductance inputcapitance and output capitance for the Buck converter from 3.3V to 2.5Vare given in the end.Key Words: Burst Mode Pulse Skip Mode Force Continuous ModeLight Output Load目前高频高效的 Buck 变换器的应用越来越广泛。
BUCK变换器轻载时三种工作模式原理及应用
BUCK变换器轻载时三种工作模式原理及应用BUCK 变换器是一种常见的 DC-DC 变换器，用于将一个较高电压的直流输入 voltage 输入转换成一个较低电压的直流输出 voltage 输出。
在轻载条件下，Buck 变换器可以采用三种不同的工作模式，即连续导通模式（Continuous Conduction Mode，简称 CCM）、脉冲调制模式（Pulse Width Modulation，简称 PWM）以及脉冲频率调制模式（Frequency Modulation，简称 FM）。
下面将详细介绍这三种工作模式的原理及应用。
1.连续导通模式（CCM）：在连续导通模式下，Buck 变换器的开关管（开关管处于导通状态）一直处于导通状态，当负载电流小于或等于开关管的平均电流时，该模式适用。
在这种模式下，输出电压是由输出电感上的电流波形形状决定的。
当负载电流较小时，电感上的电流波形会连续地流过开关管，在每个开关周期开始时，电感电流从零电流重新开始增加，然后继续增加直到达到峰值电流，随后开始减小，最后回到零电流。
因此，在连续导通模式下，开关管的在每个开关周期中被连续地开启和关闭。
在应用方面，连续导通模式的Buck 变换器常用于对输出电压精确度要求较高的场合，例如高性能的电子设备、精密仪器等。
2.脉冲调制模式（PWM）：脉冲调制模式是一种开关时间控制模式，适用于轻载和中载条件。
在脉冲调制模式下，开关管的导通时间由控制电路根据负载和输入条件来决定。
随着输出电压的变化，控制电路会调整导通时间，以使输出电压保持在所需的目标值。
在每个开关周期内，开关管的导通时间和断开时间是固定的。
在应用方面，脉冲调制模式的Buck 变换器广泛用于电力转换系统、汽车电子设备等领域。
3.脉冲频率调制模式（FM）：脉冲频率调制模式是一种工作频率控制模式，在负载变化较大的情况下，能保持稳定的输出电压。
这种模式下，开关管的导通时间保持不变，而开关频率会根据负载需求进行调整。
buck变换器工作模式是什么
buck 变换器工作模式是什么
buck 变换器轻载时有三种工作模式：跳脉冲模式、突发工作模式、强迫连续模式。
下文将对这三种工作模式进行详细介绍。
1、跳脉冲模式
对于恒定频率的常规Buck 控制器，通常其电感电流iL 工作于连续电流模式（CCM），电感的平均电流IL 即为输出的负载电流iload。
当iload 降低时，IL 也将降低；当iload 降低到一定值时，变换器进入临界电流模式。
此时，若iload 进一步降低，iL 回到零后，开关周期还没有结束，在iL=0 处保持一段时间后，开关周期才结束，进入下一个开关周期，此时变换器为完全的非连续电流模式（DCM）。
变换器进入DCM 模式后，若iload 仍然进一步降低，此时为了维持输出电压的调节，高端开关管的开通时间将减小，直到达到控制器的最小导通时间tonmin，当达到tonmin 后，若iload 仍然在降低，控制器就必须屏蔽掉即跳掉一些开关脉冲，以维持输出电压的调节。
这种控制方法即为跳脉冲模式。
跳脉冲模式可在最宽的输入电流范围内提供恒定频率的不连续电流操作，防止iL 反向。
由于控制器允许调节器跳掉一些不需要的脉冲，相比于连续模式操作，提高了轻载的效率，但其轻载的工作效率比突发模式的低，其轻载的输出纹波。
buck工作原理
buck工作原理
Buck工作原理
在电子学领域，buck转换器是一种常用的直流-直流转换器，用于将一个电源电压转换为另一个较低的电压。
它的工作原理基于电感和开关器件的协同作用，通过周期性地打开和关闭开关器件来控制电压的输出。
让我们来了解一下buck转换器的基本组成部分。
它通常包括一个开关器件（如MOSFET）、一个电感、一个输出电容和一个控制电路。
当输入电压施加在电路上时，控制电路会监测输出电压，并根据需要控制开关器件的导通和截止，以维持稳定的输出电压。
具体来说，当开关器件导通时，电压源的能量会储存在电感中，同时输出电容会释放能量供给负载。
随后，当开关器件截止时，电感中储存的能量会继续流向负载，从而维持输出电压的稳定。
这种周期性的开关操作使得buck转换器能够有效地实现电压转换。
在实际应用中，控制电路起着至关重要的作用。
它可以根据负载的变化实时调整开关器件的工作状态，以保持稳定的输出电压。
此外，控制电路还可以实现一些功能，如过压保护、欠压保护和输出电压调节等，从而提高系统的可靠性和性能。
总的来说，buck转换器的工作原理简单而有效。
通过合理地设计电路结构和控制策略，可以实现高效、稳定的电压转换，广泛应用于
各种电子设备中，如手机充电器、电源适配器等。
希望通过本文的介绍，读者能对buck转换器的工作原理有所了解，从而更好地应用于实际工程中。
Buck工作原理分析，连续模式，断续模式
Buck工作原理分析，连续模式，断续模式Part01：Buck电路工作原理：图1-1 Buck电路拓扑结构Buck电路的拓扑结构如图1-1所示：（1） input接输入电源，既直流电动势；（2） IGBT1为开关管，可以选择以全控型开关管为主，对于高频状态多使用MOSFET,对于高电压状态，多采用IGBT（MOSFET或者IGBT由Buck电路具体工作情况决定）。
Buck变换器又称降压变换器，通过控制input侧直流电动势的供电与断电实现输出测的降压。
开关管的控制方式根据控制信号的不同主要又分为以下三种方式：a) 脉冲调制型：保持开关周期T不变，调节开关导通时刻ton，（PWM: Pulse Width Modulation）最常用，最容易实现b) 频率调制（调频型）：保持开关导通时间ton不变，改变开关周期T.c) 混合调制：同时改变ton和T，使得占空比ton/T发生改变。
（3）电感储能，Buck电路中电感起到储能的作用，当开关管导通后，电源向电感充电；当开关管关闭后，电感经过二极管续流。
通常电感中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。
（4）二极管为续流二极管，当开关管关断以后，为电感的能量提供续流通道。
（5）输出负载侧接负载，一般先经过电容滤波然后再接负载。
Part02：工作工程分析分析方法1：常规角度分析（时域分析）本次设计中，以MOSFET为例分析Buck电路的工作工程。
Buck 电路根据电感电流IL的连续与断续存在连续导通工作状态和非连续导通工作状态。
（1） CCM模式下：（Continuous Conduction Mode）连续工作模式当开关管导通时,等效电路如图2-2所示：图2-1 开关管导通时，等效电路图由图2-1所示，输入电源Vin向整个电路供电，电感电流增加，一开始，流过电感的电流小于负载电流IL，此时负载电流由电感和电容共同提供。
当电流逐渐增加到大于输出的平均电流的时候，电感电流为负载和电容提供能量。
电流源型buck变换器工作原理
电流源型buck变换器工作原理电流源型buck变换器是一种常见的DC-DC降压变换器，它通过将输入电压降低到一个较低的输出电压，实现对电源的调节。
本文将从工作原理的角度，详细介绍电流源型buck变换器的工作原理。
一、概述电流源型buck变换器是一种非绝缘型DC-DC降压变换器，常用于电源管理系统中。
它通过周期性地将输入电压切换到输出端，以实现电源的降压调节。
该变换器由输入电容、功率开关、能量存储元件和输出电路组成，其中功率开关由控制电路控制开关周期和开关频率。
二、工作原理1. 初始状态：在开关关闭时，输入电压施加在能量存储元件（电感或电容）上，同时输出电路断开，此时能量存储元件储存了输入电压的能量。
2. 第一阶段：当控制电路检测到需要输出电压降低时，开关被打开，输入电压施加在能量存储元件上，并将其充电。
同时，输出电路中的二极管导通，使能量存储元件的电能转移到输出电路上。
在这个阶段，能量存储元件充电并向输出电路提供能量。
3. 第二阶段：当能量存储元件充电到一定程度时，控制电路关闭开关，切断输入电压。
此时，存储在能量存储元件中的电能被释放，流向输出电路。
通过控制电路的切换，能量存储元件的电能以一定的频率和占空比转移到输出电路上。
4. 重复操作：上述过程周期性重复，以实现对输入电压的降压调节。
通过调整开关频率和占空比，可以实现不同输出电压的调节。
三、优点和应用电流源型buck变换器具有以下优点：1. 体积小、效率高：由于其非绝缘结构，可以实现较小的体积和较高的效率。
2. 抗干扰能力强：由于其工作原理上的特点，电流源型buck变换器对输入电压波动和负载变化具有较好的抗干扰能力。
3. 输出电压稳定：通过控制电路的精确控制，可以实现稳定的输出电压。
电流源型buck变换器广泛应用于各种领域，如电源管理、通信设备、工业自动化等。
在电源管理系统中，它常用于对电池进行充电或电源输出电压的调节。
在通信设备中，它用于对供电电压进行稳定调节，以确保设备正常运行。
Buck变换器工作原理分析和总结
题目： Buck变换器工作原理分析与总结目录一、关于Buck变换器的简单介绍 (2)1、Buck变换器另外三种叫法 (2)2、Buck变换器工作原理结构图 (2)二、Buck变换器工作原理分析 (3)1、Buck变换器工作过程分析 (3)2、Buck变换器反馈环路分析 (4)3、Buck变换器的两种工作模式 (4)1）Buck变换器的CCM工作模式 (5)2）Buck变换器的DCM工作模式 (6)3）Buck变换器CCM模式和DCM模式的临界条件 (7)4）两种模式的特点 (8)4、Buck变换器电感的选择 (8)5、Buck变换器输出电容的选择和纹波电压 (9)三、Buck变换器工作原理总结 (10)Buck 变换器工作原理分析与总结一、关于Buck 变换器的简单介绍1、Buck 变换器另外三种叫法1. 降压变换器：输出电压小于输入电压。
2. 串联开关稳压电源：单刀双掷开关（晶体管）串联于输入与输出之间。
3. 三端开关型降压稳压电源：1) 输入与输出的一根线是公用的。
2) 输出电压小于输入电压。
2、Buck 变换器工作原理结构图GabcWMV Gd图1. Buck 变换器的基本原理图由上图可知，Buck 变换器主要包括：开关元件M1，二极管D1，电感L1，电容C1和反馈环路。
而一般的反馈环路由四部分组成：采样网络，误差放大器（Error Amplifier ，E/A ），脉宽调制器（Pulse Width Modulation ，PWM ）和驱动电路。
二、Buck 变换器工作原理分析1、Buck 变换器工作过程分析图2. Buck 变换器的工作过程为了便于对Buck 变换器基本工作原理的分析，我们首先作以下几点合理的假设：1) 开关元件M1和二极管D1都是理想元件。
它们可以快速的导通和关断，且导通时压降为零，关断时漏电流为零；2) 电容和电感同样是理想元件。
电感工作在线性区而未饱和时，寄生电阻等于零。
DC-DC变换器轻载时三种工作模式的原理及优缺点
DC/DC 变换器轻载时三种工作模式的原理及优缺点
目前高频高效的DC/DC 变换器的应用越来越广泛。
通常在满输出负载时，DC/DC 变换器工作于CCM 即连续电流模式。
但是，当系统的输出负载
从满载到轻载然后到空载变化的过程中，系统的工作模式也会发生相应的改变。
下面我们将以降压型Buck 变换器为例说明DC/DC 变换器轻载时的工作模式。
降压型Buck 变换器在轻载有三种工作模式：突发模式、跳脉冲模式和
强迫连续模式。
本文我们将详细的阐述这三种模式的工作原理及优缺点。
在实际的应用中，应该根据系统对输出纹波和效率的具体要求来选取相应的工作模式。
1、跳脉冲模式
对于恒定频率的常规的非同步Buck 控制器，通常电感的电流工作于CCM
连续电流模式，电感的平均电流即为输出的负载电流。
当负载电流降低时，电感的平均电流也将降低；当负载电流降低时一定值，变换器进入临界电流模式。
此时，若负载电流进一步的降低，电感的电流回到0 后，开关周期还没有结束，由于二极管的反向阻断作用，电感的电流在0 值处保持一段时间，然后开关周期结束，进入下一个开在周期，此时变换器为完全的非连续电流模式。
变换器进入非连续电流模式后，若负载电流仍然进一步的降低，为了维持输出电压的调节，高端的开关管的开通时间将减小，直到达到控制器的最小导通时间。
高端的开关管的开通时间达到控制器的最小导通时间后，若负载电流仍然的降低，控制器就必须屏蔽掉即跳掉一些开关脉冲，以维持输出电压的调节。
这种控制方法即为跳脉冲模式。
buck变换器工作原理
buck变换器工作原理
Buck变换器是一种广泛使用的DC-DC变换器，具有高效率、小
体积和低成本等优点，被广泛应用于电子设备中。
它主要基于电感和电容的存储能量原理，使用 MOSFET 开关控制电感电流的方向和大小，通过这种方式将输入电压降低到所需的输出电压。
Buck 变换器的工作原理实际上非常简单。
当 MOSFET 开关打开时，电感中储存的能量开始通过二极管传递到输出电容器中，输出电压随之上升。
当 MOSFET 开关关闭时，电感中的电流会继续流动，但是此时它会通过二极管回到输入电源中，此时输出电压开始下降。
通过合理的控制 MOSFET 开关的开关时间和电感电流大小，可以将输出电压稳定在所需的数值。
此外，Buck 变换器还可以通过负反
馈控制，使输出电压更加稳定和精确。
总的来说，Buck 变换器的工作原理简单易懂，但是要实现高效
率和高稳定性的输出需要对其控制方法和参数进行精细调整。
- 1 -。
BUCK变换器轻载工作模式原理及应用(三种方式)
BUCK 变换器轻载时三种工作模式原理及应用Adlsong摘要摘要：：降压型Buck 变换器在轻载有三种工作模式：突发模式、跳脉冲模式和强迫连续模式。
文中详细的阐述了这三种模式的工作原理，同时介绍了这三种模式的优点及缺点。
通过滞洄比较器监控输出电压的突发模式开关管工作的时间短，效率高，纹波最大。
强迫连续模式电感的电流双向流动，效率最低，纹波最小。
跳脉冲模式工作DCM 模式并跳去一些脉冲，效率和纹波介于上述两种模式之间。
同时本文给出3.3V 到2.5V 的Buck 变换器电感,输入电容和输出电容的计算和选取方法。
关键词关键词：：突发模式 跳脉冲模式 强迫连续模式 轻载Abstract: Buck conveter has three modes at light output load: burst mode, pulse skip mode and force continuous mode. The principles of three modes are discussed in detail in this paper. The advantages and disadvantages of three modes are presented and also compared at the same time. The longest off time duration, highest efficiency and highest ouput ripple voltage are featured for burst mode detecting output votage via hysteresis comparator. The least efficiency and least ouput ripple voltage is featured for force continuous mode with positive and negative current through the inductor. The efficiency and ouput ripple voltage of pulse skip mode with skipping some swithching pulse is between that of two modes above. The methods to calculate the inductance, inputcapitance and output capitance for the Buck converter from 3.3V to 2.5V are given in the end.Key Words:Burst Mode Pulse Skip Mode Force Continuous Mode Light Output Load目前高频高效的Buck变换器的应用越来越广泛。
Buck变换器工作原理分析和总结
Buck变换器工作原理分析和总结一、简述首先简单地说，Buck变换器就像是一个电力的“翻译官”。
它接收一种电压，然后转换成另一种电压输出。
你可能会问，为什么需要转换电压呢？别着急我们慢慢说，在现代电子设备中，不同的部件需要不同的电压来运行。
而Buck变换器，就是帮助我们调整电压，确保每个部件都能得到合适的能量。
Buck变换器就像一个电力调节器，确保我们的电子设备在不同电压条件下都能稳定运行。
那么它是如何实现这一功能的呢？接下来我们会深入探讨它的工作原理。
1. 介绍Buck变换器的基本概念及其在电源管理领域的重要性好的让我为你介绍一下关于《Buck变换器工作原理分析和总结》中的第一部分内容：介绍Buck变换器的基本概念及其在电源管理领域的重要性。
想必大家对电子设备中的各种电源管理技术都颇感兴趣吧，作为其中的重要一员，Buck变换器可以说是电源管理领域的明星角色。
那究竟什么是Buck变换器呢？简单来说它就像一个灵活的电力调整器，负责把输入的高电压转换成我们设备需要的低电压。
Buck变换器是电源管理领域不可或缺的一部分。
它的基本概念就是把高电压转换成我们设备需要的低电压，确保设备的稳定运行。
而它在电源管理领域的重要性，就像一位优秀的管家，确保电力供应的稳定和高效。
2. 简述文章目的和内容概述接下来让我们简要谈谈本文的目的和内容概述，写这篇文章的目的，是为了帮助大家更好地理解Buck变换器的工作原理，并通过分析和总结，使大家对这一技术有更深入的认识。
毕竟技术虽专业，但也需要我们能接地气地理解和运用。
这篇文章中，首先会介绍一下什么是Buck变换器，以便大家有个初步的了解。
接着我们会深入浅出地讲述它的工作原理，通过简单易懂的语言和生动的比喻让大家更容易明白。
然后我们会深入分析它的实际应用场景以及在实际操作中可能遇到的问题。
当然还会包括如何进行优化和调整的实用技巧，在文章的最后部分，我们会对整个Buck变换器的工作原理进行综合性的总结，帮助大家形成一个清晰的思路和体系。
Buck变换器轻载时三种工作模式原理及应用
１ 引 言
目前 ． 高频 高效 的 Ｂ ｃ ｕｋ变换 器应 用得 越 来越广 泛。通常在 满输 出负载下 ， 系统工 作于连续 电流模 式 （ Ｃ 。但 是 ， Ｃ Ｍ） 当系 统的输 出负载从 满载到 轻载再 到 空载变化 的过程 中． 统 的工作模式 也会发 生相应 的 系 改变 。 目前 ．降压型 Ｂ ｃ ｕｋ变换器 在轻载 时有突发模 式、 跳脉冲模 式和强 迫连续模 式 ３ 工作模 式 。下 面 种 将详细介绍 这 ３种模 式 的工 作原理 及它们 的优缺 点。 在实 际的应 用中 ． 该根据 系统对输 出纹波 和效率 的 应 具体要求来选 择相应 的工作模式 。
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第 ４ 卷 第 １ 期 １ １ ２ｏ ０ ７年 １ １月
电 力 电 子 技 术
Ｐ ｗｅ ｌ ｃｒ ｎ ｃ ｏ ｒＥ ｅ ｔ ｉｓ ｏ
Ｖｏ． ，Ｎ ．１ １ ４１ ｏ １
Ｎｏ ｅ ｅ ， ０ ７ ｖ ｍｂ ｒ ２ ０
Ｂ ｃ变换器轻载时三种工作模式原理及应用 ｕｋ
刘 松
（ 凌特 有 限 公 司上 海 办 事处 ，上 海 ２０３ ） ０ ０ １
摘要 ： 降压 型 Ｂ ｃ ｕｋ变换器在轻载时有突发模 式 、 跳脉冲模式和强迫连续模 式 ３ 工作模 式。详细 阐述 了这 ３种 种 模式 的工作原理 ， 同时介绍 了它们 的优缺点。突发模式通过滞洄 比较器监控输出电压 ， 其开关管工作的时间短 ， 效率 高。纹波最大 ；强迫连续模式 电感 的电流双 向流动 ，其效率最低 ，纹波最小 ；跳脉冲模 式工作在 非连续 电流模式 （Ｃ 下。 Ｄ Ｍ） 并跳去一些脉冲 ， 其效率和纹波介于上述 两种模 式之间。给 出了 ３３ ． Ｖ到 ２５ ． Ｖ的 Ｂ ｃ 变换器 的设计和测 ｕｋ 试 结果方法 。 关键词 ： 变换器 ／ 工作模 式 ； 轻载 中图分类号 ：Ｍ４ Ｔ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ０ １０ （ ０ ７ １ － ０ ５ ０ １０ － ０ Ｘ ２ ０ ） １０ ７ － ２
buck电路的基本原理
buck电路的基本原理Buck电路的基本原理Buck电路是一种常见的直流-直流降压转换电路，它具有简单、高效的特点，被广泛应用于各种电子设备中。
本文将介绍Buck电路的基本原理，包括其工作原理、关键组成部分和应用范围等。
一、工作原理Buck电路通过控制开关管的导通时间来实现电压的降低。
其基本原理是利用电感储能和电容滤波的方式，将输入电压转换为所需的输出电压。
当开关管导通时，电感储能，此时电感上的电流增大，而输出电压维持在正常范围。
当开关管关闭时，电感释放储能，通过二极管向负载提供电能，同时电容器对电流进行滤波，使输出电压保持稳定。
二、关键组成部分1.开关管：Buck电路中常用的开关管为MOSFET，它具有低导通电阻和快速开关速度的特点，能够有效地控制电流的流动。
2.电感：电感是Buck电路中的能量储存元件，通过电感的储能和释能来实现电压降低。
3.二极管：二极管在Buck电路中起到了反向电流的导通作用，它能够保证电压的平稳输出。
4.电容：电容用于对电流进行滤波和储能，使输出电压更加稳定。
5.控制电路：控制电路负责监测输出电压，并根据需要调整开关管的导通时间，以保持输出电压的稳定性。
三、应用范围Buck电路具有高效、简单、稳定的特点，因此被广泛应用于各种电子设备中：1.电源适配器：Buck电路常被用于电源适配器中，将市电的高电压转换为设备所需的低电压，以满足电子设备对电压的要求。
2.电动车充电器：电动车充电器需要将市电的交流电转换为直流电进行充电，Buck电路可以有效地降低电压，保证电动车电池的安全充电。
3.太阳能充电器：Buck电路可以将太阳能电池板输出的低电压升高至所需的充电电压，实现对电池的高效充电。
4.LED驱动器：LED灯需要稳定的电流来保证其正常工作，Buck电路可以将输入电压降低为LED所需的电压，同时保持恒定的电流输出。
总结：Buck电路作为一种常见的直流-直流降压转换电路，通过控制开关管的导通时间来实现电压的降低。
BUCK变换器轻载工作模式原理及应用(三种方式)
BUCK 变换器轻载时三种工作模式原理及应用Adlsong摘要摘要：：降压型Buck 变换器在轻载有三种工作模式：突发模式、跳脉冲模式和强迫连续模式。
文中详细的阐述了这三种模式的工作原理，同时介绍了这三种模式的优点及缺点。
通过滞洄比较器监控输出电压的突发模式开关管工作的时间短，效率高，纹波最大。
强迫连续模式电感的电流双向流动，效率最低，纹波最小。
跳脉冲模式工作DCM 模式并跳去一些脉冲，效率和纹波介于上述两种模式之间。
同时本文给出3.3V 到2.5V 的Buck 变换器电感,输入电容和输出电容的计算和选取方法。
关键词关键词：：突发模式 跳脉冲模式 强迫连续模式 轻载Abstract: Buck conveter has three modes at light output load: burst mode, pulse skip mode and force continuous mode. The principles of three modes are discussed in detail in this paper. The advantages and disadvantages of three modes are presented and also compared at the same time. The longest off time duration, highest efficiency and highest ouput ripple voltage are featured for burst mode detecting output votage via hysteresis comparator. The least efficiency and least ouput ripple voltage is featured for force continuous mode with positive and negative current through the inductor. The efficiency and ouput ripple voltage of pulse skip mode with skipping some swithching pulse is between that of two modes above. The methods to calculate the inductance, inputcapitance and output capitance for the Buck converter from 3.3V to 2.5V are given in the end.Key Words:Burst Mode Pulse Skip Mode Force Continuous Mode Light Output Load目前高频高效的Buck变换器的应用越来越广泛。
Buck电路工作原理以及三种工作模式分析
Buck电路工作原理以及三种工作模式分析
描述
一、Buck电路原理图
Buck电路，又称降压电路，其基本特征是DC-DC转换电路，输出电压低于输入电压。
输入电流为脉动的，输出电流为连续的。
二、Buck电路工作原理
当开关管Q1驱动为高电平时，开关管导通，储能电感L1被充磁，流经电感的电流线性增加，同时给电容C1充电，给负载R1提供能量。
等效电路如图二
图二
当开关管Q1驱动为低电平时，开关管关断，储能电感L1通过续流二极管放电，电感电流线性减少，输出电压靠输出滤波电容C1放电以及减小的电感电流维持，等效电路如图三
图三
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
1、CCM Mode：关键点原件波形见图四
图四
开关管Q1导通时，根据KVL定律：
2、BCM Mode：关键点原件波形见图五
图五
3、DCM Mode：关键点原件波形见图六
图六
四、外为参数对系统工作模式的影响：
图七
五、BUCK电路仿真验证：
图八
2、CCM模式仿真验证：在上述BCM分析的基础上，得出储能电感的电感量80uH为临界点，由系统工作在CCM的条件，可以将储能电感电感量设置为120uH，理论计算：
参照图十，可以得出仿真结果，
3、DCM模式仿真验证：在上述BCM分析的基础上，得出储能电感的电感量80uH为临界点，由系统工作在DCM的条件，可以将储能电感电感量设置为40uH。
重点验证输入输出电压关系以及输出平均电流关系。
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buck型dcdc工作原理
buck型dcdc工作原理
Buck型DC-DC工作原理
Buck型DC-DC转换器是一种常见的电力转换器，用于将一个直流电压转换为较低的直流电压。
它是一种非绝缘型降压转换器，通过控制开关管的导通时间来实现电压降低。
接下来，我将详细介绍Buck型DC-DC工作原理。
1. 输入电压传递到开关管：
当输入电压施加到Buck型DC-DC转换器的开关管上时，开关管开始导通。
在导通状态下，输入电压通过开关管传递到负载电路。
此时，负载电路中的电感储存一部分电能。
2. 开关管关断：
当负载电路中的电感储存了足够的能量后，开关管被关闭，导致输入电压无法传递到负载电路。
由于电感的特性，电流无法立即停止流动，而是通过电感中的二极管形成一个闭环，继续为负载提供电能。
3. 电感释放储存的能量：
在开关管关闭后，电感开始释放储存的能量。
通过电感释放的能量，负载电路继续得到电能供应。
同时，电感的电流也逐渐减小。
4. 输出电压稳定：
通过控制开关管的导通时间，可以调整输出电压的稳定性。
当输出
电压达到期望值时，控制电路会相应地调整开关管的导通时间，以保持输出电压的稳定。
总结一下，Buck型DC-DC转换器通过周期性地打开和关闭开关管，实现了将高电压转换为低电压的功能。
通过控制开关管的导通时间，可以调整输出电压的稳定性。
这种转换器在电子设备中被广泛应用，例如手机充电器、电源适配器等。
通过Buck型DC-DC工作原理的理解，我们可以更好地理解和应用这种转换器。
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摘要：降压型 Buck 变换器在轻载有三种工作模式：突发模式、跳脉 冲模式和强迫连续模式。文中详细的阐述了这三种模式的工作原理， 同时介绍了这三种模式的优点及缺点。通过滞洄比较器监控输出电压 的突发模式开关管工作的时间短，效率高，纹波最大。强迫连续模式 电感的电流双向流动，效率最低，纹波最小。跳脉冲模式工作 DCM 模式并跳去一些脉冲，效率和纹波介于上述两种模式之间。同时本文 给出 3.3V 到 2.5V 的 Buck 变换器电感,输入电容和输出电容的计算和 选取方法。 关键词：突发模式 跳脉冲模式 强迫连续模式 轻载 Abstract: Buck conveter has three modes at light output load: burst mode, pulse skip mode and force continuous mode. The principles of three modes are discussed in detail in this paper. The advantages and disadvantages of three modes are presented and also compared at the same time. The longest off time duration, highest efficiency and highest ouput ripple voltage are featured for burst mode detecting output votage via hysteresis comparator. The least efficiency and least ouput ripple voltage is featured for force continuous mode with positive and negative current through the inductor. The efficiency and ouput ripple voltage of pulse skip mode with skipping some swithching pulse is between that of two modes above. The methods to calculate the inductance, input
对于常规的 Buck 变换器，在突发模式下，当电感的电流变为 0 时， 续流二极管自然关断。对于同步的 Buck 变换器，在突发模式下，当 电感的电流变为 0 时并试图变为负值时，突发模式操作在禁止高端的 MOSFET 开关动作并关断同步 MOSFET 之前设定一个最小输出电流 水平。在此低电流条件下，如上所述，ITH 管脚电压在低于一个门限 电压时，此门限电压将短暂的禁止同时接通两个 MOSFET 的驱动输 出，直到输出电压下降为止。在连接到 ITH 引脚的突发模式比较器 的迟滞电压产生驱动输出信号至开关管，这将使开关管在几个周期里 保持开关状态，随后经过一个取决于负载电流的可变睡眠延时间隔。 迟滞比较器的上下门限电压门决定了输出电压纹波值。
capitance and output capitance for the Buck converter from 3.3V to 2.5V are given in the end. Key Words: Burst Mode Pulse Skip Mode Force Continuous Mode Light Output Load
压将低于VB-VH/2，突发工作模式比较器输出将翻转从低电压变为高 电 压 ， 控 制 电 路 将 使 高 端 MOSFET 的 输 出 驱 动 为 低 电 平 ， 高 端 MOSFET关断停止开关操作，此时输入不再向输出端传输能量，输出 的大电容将维持低的输出负载，因此输出的大电容的电压将慢慢的降 低，即输出电压慢慢的降低，管脚VFB的电压相应的也降低，由于电 压误差放大器为负反馈，因此管脚ITH的电压随之提高，但此时管脚 ITH的电压仍然低于VB+VH/2，突发工作模式比较器仍然输出为高电 压，高端MOSFET仍然关断。输出电压电压继续的降低，管脚VFB的 电压相应的也继续的降低，管脚ITH的电压随之继续提高。经过一段 长的时间后，管脚ITH的电压将高于VB+VH/2，突发工作模式比较器 出将翻转从高电压变为低电压，高端MOSFET的驱动输出屏蔽将释 放，系统进入正常的PWM操作，高端MOSFET进入开关操作。由于 输入的能量大于输出负载所消耗的能量，因此输出电压将随之提高。 当输出电压提高到一定值时，突发工作模式比较器输出将又一次的翻 转 从 低 电 压 变 为 高 电 压 ， 高 端 MOSFET 的 驱 动 输 出 被 屏 蔽 ， 高 端 MOSFET关断停止开关操作，如此反复。这种工作模式即为突发工作 模式。 由于突发模式通过使用滞洄比较器控制高端开关管工作的时间很短， 停止工作的时间很长，因此极大的降低了开关损耗，提高系统的效率。 另一方面由于高端开关管停止工作的时间很长，在此期间，输出电容 将维持输出的负载的能量，输出电容的电压降低较大的值，因此输出 电容的纹波电压大，即输出的纹波电压大。
的功耗。高端的主开关管和低端的同步开在管组成一个半桥的结构， 因此二者的驱动信号间必须有一定的死区时间以防止输入回路的短 路直通，即在死区时间，两个开关管都不导通。在死区时间内，由于 电感的电流不能突变，因此同步开关管的寄生并联二极管将先导通续 流，由于此普通二极管的导通电压大，因此增加了同步开关管的功率 损耗。通常可以采用在外部与同步开关管关联一个肖特基二极管的方 法进一步的提高效率。由于肖特基二极管的导通电压低，因此在续流 在期间，肖特基二极管将先于同步开关管并联的寄生二极管导通。注 意到在续流二极管导通后，同步开关管才被其驱动信号打开，由于同 步开关管的两端的电压为 0，因此是 0 电压开通，没有开关损耗。这 也意味着对于同步开关管的选取，功耗只取决于与导通电阻相关的导 通损耗，而开在损耗可以忽略，因此不必考虑栅极的电荷。而高端的 主开关管则要基于导通损耗和开关损耗综合来考虑。另外，在输入和 输出电压差比较大，即占空比小时，由于同步开关管导通更长的时间， 因此选用同步的 Buck 变换器效率提高更为明显。 在正常工作时，强迫连续模式和跳脉冲模式一样都工作于 CCM 模式。 当输出负载降低并降低到一定的值时，如前所述，跳脉冲模式将由 CCM 进入 DCM 模式，在电感的电流为 0 时续流二极管将自然关断 并维持关断的状态直到进入下一个开在周期。而对于强迫连续模式， 在电感的电流为 0，由于同步开关管仍然导通，因此输出的电容电压 将反向加在电感上从而对电感反向激磁，电感的电流将从 0 反向增加 到一定值，然后同步管关断，主开关管导通，输入电压加在电感上，
目前高频高效的 Buck 变换器的应用越来越广泛。通常系统在满输出 负载时，系统工作于 CCM 即连续电流模式。但是，当系统的输出负 载从满载到轻载然后到空载变化的过程中，系统的工作模式也会发生 相应的改变。目前，降压型 Buck 变换器在轻载有三种工作模式：突 发模式、跳脉冲模式和强迫连续模式。本文将详细的阐述了这三种模 式的工作作原理及其它们的优点及缺点。在实际的应用中，应该根据 系统对输出纹波和效率的具体要求来选取相应的工作模式。
示。此时，若负载电流进一步的降低，则在每个开关周期起始时，电 感的电流从0开始线性上升到最大值，然后线性下降，电感的电流回 到0时，开关周期没有结束，注意到电感的电流过0时，续流二极管 D2自然关断，因此电感的电流在0值处保持一段时间，然后开关周期 结束，进入下一个开在周期。此时变换器为非连续电流模式，如图1 (c) 所示。变换器进入非连续电流模式后，若负载电流仍然进一步的降低， 为了维持输出电压的调节，高端的开关管的开通时间将减小，直到达 到控制器的最小导通时间，如图1 (d) 所示。高端的开关管的开通时 间达到控制器的最小导通时间后，若负载电流仍然的降低，控制器就 必须屏蔽掉一些开关脉冲，以维持输出电压的调节，即一个开关脉冲 将对输出电容充电维持足够的输出能量，从而可以跳掉一个或几个脉 冲, 如图1 (e) 所示。当输出电压降到调节的阈值电压以下时，一个新 的脉冲开始。这种控制方法即为跳脉冲模式。对于同步的Buck控制器， 在此模式下，轻载时，下端的同步开关管不导通，工作原理同上。 注意到在跳脉冲模式中，对于固定频率的 PWM 控制系统，由于一些 开关脉冲的掉除，相当于减小了系统的工作频率，当工作频率低到进 音频的范围内时，电感的机械振动和滤波电流的压电效应会在系统中 产生音频的的噪声，因此必须控制系统的最低工作频率或设定最小工 作负载来消除音频的的噪声。 跳脉冲模式可以在最宽的输入电流范围内提供恒定频率的不连续电 流操作，防止反向电感器的电流。由于控制器允许调节器跳掉一些不 需要的脉冲，相比于连续模式操作，提高轻载的效率，但其轻载的工
2 突发工作模式 Buck突发模式的原理图见图2所示。输出电压通过两个电阻组成的分 压器连接到反馈脚VFB。VFB管脚为电压误差放大器的反相输入端， 电压误差放大器的同相输入端连接到参考电压VREF。ITH管脚为电 压误差放大器的输出端。突发工作模式电路由一个比较器组成。比较 器的反相端连接到电压误差放大器的输出端ITH，比较器的同相端连 接另一个参考电压VB。突发工作模式比较器具有一定的滞洄电压 VH。突发工作模式比较器通过检测电压误差放大器的输出端ITH的电 压来检测输出负载的变化。 正常工作时，管脚ITH的电压高于VB-VH/2，突发工作模式比较器输 出为低电压，系统不会进入突发工作模式。当输出负载降低时，输出 电压将提高，管脚VFB的电压相应的也提高，由于电压误差放大器为 负反馈，因此管脚ITH的电压随之降低，但此时管脚ITH的电压仍然 高于VB-VH/2，突发工作模式比较器仍然输出为低电压，系统仍然不 会进入突发工作模式。当输出负载降低到一定的值时，管脚ITH的电
作效率不如突发模式操作，其轻载的输出纹波不如连续模式操作。跳 脉冲模式的确提供了一种工作效率和噪声的折衷方案。