Buck电路工作原理详解
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。
buck电路原理
buck电路原理Buck电路是一种电子电路，用于将输入电压降低到较低的输出电压。
它是直流-直流（DC-DC）转换器的一种常见类型，常用于电源管理和电气控制系统中。
Buck电路主要由以下几个部分组成：1. 输入电源：提供输入电压给电路。
输入电压可以是不稳定的直流电源或交流电源经过整流和滤波后的直流电压。
2. 输入滤波器：该组件对输入电压进行滤波，以去除可能存在的高频扰动和噪声。
它通常由电感和电容组成。
3. 开关管：开关管是Buck电路的关键组件，用于控制电路的输出电压。
开关管可以是MOSFET或BJT。
通过调整开关管的导通和截止时间来控制输出电压。
4. 开关管驱动电路：开关管驱动电路是用于控制开关管导通和截止的关键组件。
它通过接收输入信号，产生适当的脉冲信号来驱动开关管。
5. 输出滤波器：输出滤波器用于对输出电压进行滤波，以去除可能存在的高频噪声和纹波。
它通常由电感和电容组成。
6. 负载：负载是连接到Buck电路的设备或电路，它消耗输出电压。
Buck电路的工作原理如下：1. 输入电压通过输入滤波器进入电路。
2. 开关管驱动电路接收输入信号，产生适当的脉冲信号以驱动开关管。
3. 开关管根据脉冲信号的控制，周期性地打开和关闭。
当开关管导通时，输入电流流经电感和负载，产生储能；当开关管截止时，这些储能被释放，使输出电压降低。
4. 输出电压经过输出滤波器，去除可能的高频噪声和纹波，然后送往负载。
Buck电路通过适当的控制开关管的导通时间和截止时间，可以实现输出电压的稳定调节。
此外，Buck电路还可以通过增加电感和电容的数量来提高输出电压的稳定性和纹波抑制能力。
总之，Buck电路通过开关管的周期性开关来实现将输入电压降低为较低的输出电压的功能。
它在许多应用中广泛使用，如电子设备、通信系统和电源管理系统中。
降压式变换电路（Buck电路）原理详解
降压式变换电路（Buck电路）原理详解⼀、BUCK电路基本结构开关导通时等效电路开关关断时等效电路⼆、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。
假定电流增加量⼤于电流减⼩量，则⼀个开关周期内电感上磁链增量为：此增量将产⽣⼀个平均感应电势：此电势将减⼩电感电流的上升速度并同时降低电感电流的下降速度，最终将导致⼀个周期内电感电流平均增量为零；⼀个开关周期内电感上磁链增量⼩于零的状况也⼀样。
这种在稳态状况下⼀个周期内电感电流平均增量（磁链平均增量）为零的现象称为：电感伏秒平衡。
这也是电⼒电⼦电路稳态运⾏时的⼜⼀个普遍规律。
三、电感电流连续⼯作模式（CCM）下稳态⼯作过程分析。
buck电路输出电压公式推理
buck电路输出电压公式推理Buck电路输出电压公式推理。
一、Buck电路基本结构。
Buck电路（降压变换器）主要由输入电源V_in、开关管（通常为MOSFET）、二极管、电感L、电容C和负载电阻R组成。
当开关管导通时，二极管反向截止，输入电源向电感充电，电感电流线性上升，此时电感储存能量；当开关管截止时，二极管正向导通，电感释放能量给负载和电容充电。
二、工作原理分析。
1. 开关管导通阶段（t_on）- 设开关管导通时间为t_on，在这个阶段，电感电压V_L = V_in-V_out（根据基尔霍夫电压定律，电感两端电压等于输入电压减去输出电压）。
- 由于电感电压和电流的关系为V_L = L(di)/(dt)，在导通阶段电感电流的变化率为(di)/(dt)=frac{V_in - V_out}{L}。
- 假设电感初始电流为I_L0，那么在导通结束时电感电流I_L1=I_L0+frac{(V_in-V_out)t_on}{L}。
2. 开关管截止阶段（t_off）- 设开关管截止时间为t_off，在这个阶段，电感电压V_L=-V_out（此时电感通过二极管向负载和电容放电）。
- 电感电流的变化率为(di)/(dt)=-frac{V_out}{L}。
- 在截止结束时电感电流I_L2=I_L1-frac{V_outt_off}{L}。
- 由于在稳态情况下，电感电流在一个周期开始和结束时相等，即I_L0 =I_L2。
- 将前面的表达式代入可得：I_L0=I_L0+frac{(V_in-V_out)t_on}{L}-frac{V_outt_off}{L}。
- 化简可得：(V_in-V_out)t_on=V_outt_off。
三、输出电压公式推导。
1. 定义开关周期T = t_on+t_off，占空比D=frac{t_on}{T}，则t_off=(1 - D)T。
2. 将t_on=DT和t_off=(1 - D)T代入(V_in-V_out)t_on=V_outt_off中，得到：- (V_in-V_out)DT = V_out(1 - D)T。
buck电路 开关损耗 开关频率 导通损耗
【buck电路：深度评估与全面探讨】随着电子技术的迅猛发展，各种高效能、低功耗的电源系统逐渐成为现代电子设备中不可或缺的组成部分。
在这其中，buck电路作为一种常见的降压转换器，被广泛应用于各种电子设备中，以提供稳定、高效的电源输出。
然而，在实际应用中，buck电路的开关损耗和开关频率等问题一直备受关注。
本文将深入分析buck电路的工作原理、开关损耗、开关频率及其影响因素，并提供个人观点和理解。
一、buck电路的工作原理1.工作原理简介在buck电路中，输入电压通过开关器件（MOSFET或IGBT）的控制，经过电感和电容等元件的作用，输出为较低的电压。
其中，通过控制开关器件的导通和关断，实现对输出电压的调节。
2.工作原理详解–输入电压经过控制开关器件后，会形成交替导通和关断的工作状态，实现电能的转换和输出。
–通过电感和电容等元件的协同作用，实现对电压的稳定输出，并且能够在一定程度上提高效率和响应速度。
二、开关损耗对buck电路的影响1.开关损耗的概念在buck电路中，由于开关器件进行导通和关断时会产生一定的能量损耗，这部分损耗即为开关损耗。
它主要包括开关器件导通时的导通损耗和关断时的反向恢复损耗。
2.开关损耗的计算–导通损耗：P sw,on=I sw2×R on–反向恢复损耗：P sw,off=Q rr×V DS×f s w3.开关损耗的影响因素–开关频率–开关器件的导通/关断速度–开关器件的导通/关断损耗特性三、开关频率对buck电路的影响1.开关频率的作用开关频率是指开关器件在单位时间内的开关次数，它直接影响着buck电路的工作性能和效率。
常见的开关频率包括几十千赫兹至几百千赫兹，不同的频率对buck电路的影响也不尽相同。
2.开关频率与效率的关系–高频率：可以减小输出滤波器元件的尺寸和成本，但会增加开关损耗和开关器件的损耗，影响整体效率。
–低频率：能够降低开关损耗，但需要更大尺寸的滤波器元件，导致成本提高并且功耗增加。
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2Io
2、如果工作在BCM模式，则令ILmin=0，Td=T(1-D),即
2TLIoVinT2D 2VoT2D 2T(1D ) Vin TD Vo TD
L VinVoTD
2Io
3、如果工作在CCM模式，则令ILmin > 0，Td=T(1-D),即
图六
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
3、DCM Mode： 由图六可知，电路系统工作在DCM模式下，需要满足两个条件，一、电感充磁开 始以及消磁结束时流经电感的电流为零；二、电感消磁时间小于开关管关断时 间。根据伏秒积平衡有：
V in V o T * D V O T d
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
及点，减，即小 由 在的系一电统个感工周电作期流在内I A维电DV C持流M，函0的T i等数T条t效曲d件t电线，，路与可如时即以图间将在三轴储一所能围个电成感周的电期面感积内量除设电以置流周为期函40，u数H。曲线与时间轴所围成的面积除以周期，
1、CCM Mode：关键点原件波形见图四
图四
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Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
1、CCM Mode：
开关管Q1导通时，根据KVL定律：
VinLddLtiVO0
i V V i V V → 即
L L
t
in
o
L t L in o
T d2 T L Io 2 2 L T D IL L m I in L m V in in T V D in T V 2 D o T 2D V o T 2 D 2
BUCK电路基本原理
BUCK电路基本原理1.工作原理：当开关管导通时，输入电压传递给电感。
由于电感的自感作用，输入电压的能量会储存在电感的磁场中。
然后，开关管断开，电感的自感作用会产生一个反向电压，这使得电感上的电流保持不变。
这时，二极管导通，将电感上储存的能量传送到负载上，实现电压降低。
这个过程是周期性重复的，开关管的导通周期和占空比可以控制输出电压的大小和稳定性。
开关管的占空比越大，输出电流越大，电压降低的程度也越大。
2.主要原理：a.自感作用：电感具有自感作用，当电流变化时会产生反向电势。
在BUCK电路中，电感仅与输入电压相连，当开关管切断电路时，电感的自感作用产生的反向电势将保持电流不变。
b.二极管的导通特性：BUCK电路中的二极管是一个重要的组成部分，它能够在开关管断开时导通，并将电感存储的能量传递到负载上。
二极管的导通特性在BUCK电路的工作中起到了至关重要的作用。
c.开关管的控制：开关管的导通周期和占空比决定了BUCK电路的输出电压稳定性。
通过改变开关管导通周期和占空比，可以控制输出电压的大小和波动范围。
d.反馈控制：为了确保输出电压的稳定性，BUCK电路通常配备反馈控制回路。
反馈控制回路会根据输出电压的变化来调整开关管的导通周期和占空比，以保持输出电压在设定的范围内。
总结起来，BUCK电路通过周期性地开关导通和断开来实现电压降低。
它利用电感和二极管的特性以及开关管的控制实现了稳定的电压输出。
BUCK电路在电力电子领域有着广泛的应用，例如直流电源、开关电源和电动车等。
buck电源电路工作原理
buck电源电路工作原理
Buck电源电路工作原理是通过控制开关管的导通时间来降低输入电源的电压，进而得到输出电压较低的电路。
具体来说，Buck电源电路由输入电源、开关管、电感、二极管和输出负载组成。
开关管通常是MOSFET或BJT，而电感用来储存能量，二极管用于输出电流的反向导通。
工作原理如下：
1. 当开关管导通时，电感中储存有一部分电流和磁能量。
2. 开关管关断时，电感中的电流在通过二极管的作用下继续流动，即电感放电。
3. 当电感放电时，输出电流继续供应电载，并从电容中释放能量。
4. 重复上述过程，可以实现稳定的输出电压。
Buck电源电路通过改变开关管的导通比例来调节输出电压。
开关管导通时间越长，输出电压越高；导通时间越短，输出电压越低。
此外，通过精确控制开关管的导通频率和占空比，可以实现更稳定的输出电压。
需要注意的是，为了实现稳定的输出电压，Buck电源电路通常采用反馈控制机制，即输出电压通过反馈回路将信息传递给控制器，控制器再根据该信息调整开关管的导通比例，以保持输出电压稳定。
总之，Buck电源电路通过控制开关管的导通时间来降低输入电压，实现稳定的输出电压。
BUCK电路工作原理
BUCK电路工作原理
1.输入电源
2.控制信号
3.比较器与PWM控制
在控制信号进入BUCK电路之前，它会被送入一个比较器。
比较器将控制信号与一个反馈信号比较，该反馈信号通常是根据输出电压生成的。
比较器的输出将决定功率开关的工作周期，并且通过脉宽调制(PWM)来控制开关的通断。
4.功率开关
5.电感和输出滤波电容
当功率开关关闭时，电流通过电感流向输出滤波电容。
这个过程中，电感存储了能量并释放给输出负载，从而实现电压的转换和稳定。
6.输出电压
最终，BUCK电路的输出电压取决于输入电压、功率开关的占空比和电感的特性。
输出电压通常通过电路中的反馈网络进行稳定，并与预设的参考电压进行比较。
总结起来，BUCK电路通过控制功率开关的开关周期，将输入电压降低到所需的输出电压。
这一过程通过一个控制信号、一个比较器、PWM调制和电感等组件来实现。
BUCK电路在很多应用中都发挥了重要作用，例如电源适配器、直流电机驱动、LED驱动等。
Buck电路的原理分析和参数设计
Buck电路的原理分析和参数设计连续工作状态一Buck工作原理将快速通断的晶体管置于输入与输出之间，通过调节通断比例（占空比）来控制输出直流电压的平均值。
该平均电压由可调宽度的方波脉冲构成，方波脉冲的平均值就是直流输出电压。
Q导通：输入端电源通过开关管Q及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电。
电感相当于一个恒流源，起传递能量作用电容相当于恒压源，在电路里起到滤波的作用Q闭合:电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。
导通时Q的电流闭合时C的电流L的电流和输出电流的关系。
输出电压与输入电压的关系（不考虑损耗）二 buck 的应用Buck 为降压开关电路，具有效率高，体积小，功率密度高的特点1．Buck 的效率Buck 的损耗：1.交流开关损耗 2.管子导通损耗3.电感电容等效电阻损耗Buck 的效率很高，一般可以达到60%以上，2．Buck 的开关频率频率越高，功率密度越大，但也同时带来了开关损耗。
在25~50KHZ 范围内buck 的体积可随频率的增大而减小。
三．参数的设计1．电感的参数电感的选择要满足直到输出最小规定电流时，电感电流也保持连续。
在临界不连续工作状态时 2120I I I -=ON OI T I V V L 20-=' ON I T LV V I I 012-=- 所以L L '≥ L 越大，进入不连续状态时的电流就越小2．电容的参数电容的选择必须满足输出纹波的要求。
电容纹波的产生：1. 电容产生的纹波： 相对很小，可以忽略不计2. 电容等效电感产生的纹波：在300KHZ~500KHZ 以下可以忽略不计3. 电容等效电阻产生的纹波：与esr 和流过电容电流成正比。
为了减小纹波，就要让esr 尽量的小。
不连续工作状态（1）开关管Q 导通，电感电流由零增加到最大（2）开关管Q 关断，二极管D 续流，电感电流从最大降到零； （3）开关管Q 和二极管D 都关断（截止），在此期间电感电流保持为零，负载由输出滤波电容来供电。
buck电路原理
buck电路原理Buck电路原理。
Buck电路是一种常见的降压电路，通过控制开关管的导通和截止来实现输入电压到输出电压的降压转换。
在实际电子设备中，Buck电路被广泛应用于各种场合，如电源适配器、直流-直流转换器等。
本文将介绍Buck电路的原理、工作方式和相关特性。
Buck电路的原理是基于电感器的工作原理，通过改变电感器的导通时间来控制输出电压的大小。
在Buck电路中，当开关管导通时，电感器储存能量，当开关管截止时，电感器释放能量，从而实现电压的降压转换。
这种工作原理使得Buck 电路能够高效地将输入电压转换为所需的输出电压。
Buck电路的工作方式是通过PWM控制来实现的。
PWM控制是一种通过改变开关管的导通时间来控制输出电压的方法。
当需要降低输出电压时，PWM控制会减小开关管的导通时间，从而降低输出电压；当需要提高输出电压时，PWM控制会增加开关管的导通时间，从而提高输出电压。
通过这种方式，Buck电路能够实现对输出电压的精确控制。
除了原理和工作方式，Buck电路还具有一些特性。
首先，Buck电路的效率较高，通常能够达到90%以上。
其次，Buck电路的输出电压稳定性较好，能够适应不同负载条件下的工作要求。
此外，Buck电路的设计较为简单，成本较低，适用于大批量生产。
因此，Buck电路在电子设备中得到了广泛的应用。
总的来说，Buck电路是一种高效、稳定、成本低廉的降压电路，具有广泛的应用前景。
通过理解其原理、工作方式和特性，我们可以更好地应用Buck电路于实际电子设备中，为人们的生活和工作带来便利和效益。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢阅读！。
Buck电路原理分析详解
同样，在一个周期进行分析，
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
3、DCM Mode：关键点原件波形见图六
图六
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
3、DCM Mode： 由图六可知，电路系统工作在DCM模式下，需要满足两个条件，一、电感充磁开 始以及消磁结束时流经电感的电流为零；二、电感消磁时间小于开关管关断时
→
, T为工作周期，D为占空比： 为Q管导通时间，所以，
①
伏秒积平衡 即
开关管Q1关断时，同理根据KVL定律：
忽略二极管 的正向压降，有
②
①＝② ，可以得出：
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
Buck电路原理分析
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
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Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
1、CCM Mode：
开关管Q1导通时，根据KVL定律：
即
五、BUCK电路仿真验证：
图七
Buck电路原理分析
上述电路中基本参数设置：
驱动波形：V=14V, f=20KHz,D=50%；输入电压：Vin=10Vdc；储能电感：L=80uH 1、BCM模式仿真验证：根据电路系统工作在BCM模式下的条件,进行理论计算，
Buck电路原理分析
1、基本工作原理分析 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
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Buck电路原理分析
二、Buck电路工作原理
1、基本工作原理分析
当感开 电关 流管 线Q性1减驱少动，为输低出电电平压时靠，输开出关滤管波关电断容，C储L1放能电电以感及L1减通小过的续电流感二电极流管维放持电，，等电
L m in
Lmax
Io T
2
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
2、BCM Mode：关键点原件波形见图五
图五
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
2、BCM Mode：
参照图四与图五电感电流的波形，可以得知电感最小电流逐渐减小到零
T
on
V V o
in
T T on
d
同样，在一个周期对电感电流进行分析：
Io
I Lmax T * D
2T
T
d
Buck电路原理分析
四、外为参数对系统工作模式的影响：
图六
Buck电路原理分析
四、外为参数与系统工作模式的关系：
参考图六，在一个周期对电感电流进行分析：
I I I I T
TD
L min
I
L min
TIo TD T
d
V
in
V oTD
2L
0
L V in V oTD
2I o
图六
Buck电路原理分析
关于BUCK线路的工作原理及调整说明
关于BUCK线路的工作原理及线路调整说明A点一、工作原理其主电路结构为BUCK型开关电路，Q1为主功率开关管，工作在高频开关状态，当其导通时，电流通过整流桥、LED灯珠、变压器T1、Q1形成导通回路。
当Q1关闭时，变压器T1中贮存的能量通过二极管D1、LED 灯珠的回路来电流释放，这样就是此线路高频开关的一个周期。
从而在LED灯珠上会有连续的电流通过，致其发光照明。
整个电路开启时，三极管Q1的基极驱动电流初次由电阻R6提供，随后其基极驱动电流由T1-2通过R5和C2提供。
三极管Q1的关断由Q2、Q3来控制，低压放大三极管Q2、Q3组成了达林顿结构，当它导通时，会将三极管Q1的基极驱动电流释放掉，使其关闭。
因此控制Q1的导通时间是LED是否恒流的关键点。
R3、R4、RC和Q2、Q3组成了温度补偿线路，其原理如下：RC为一种NTC热敏电阻，当图中A点电压大于｛VBE(Q2)+ VBE(Q3)｝×(R4+RC+R3)/ (R4+RC)时，Q2、Q3组成的达林顿三极管导通，控制Q1关闭。
当环境温度升高时，根据三极管特性，BE结正向电压会降低，即VBE(Q2)+ VBE(Q3)会降低。
而热敏电阻RC阻值会减小，这样就起到了温度补偿反馈的作用。
使A点电压在不同温度时仍能保证在相同电压值时使Q1关断。
直接的结果就是不同的环境温度下，Q1仍能保持基本相同的导通时间。
减小了温度对LED电流的影响。
T1-2和R1在电路中是起到对电源电压反馈的作用，例如当电源电压升高时，Q1导通时，T1-2电压会升高，通过R1使A点电压提高。
从而能使三极管Q1适当提前关断，来减小LED电流受电源电压的影响。
电阻R0能够检测三极管Q1源极电流，把电流在R0上产生的电压值通过R2加到A点，来控制Q1关断。
电阻R7在电路中可起到使整体电路功率更稳定的作用，并可调整功率因数。
二极管D3是起到负载开路保护作用，当LED开路时，D3就处于反向截止状态，从而使R6没有启动电流流过，电路无法启动，起到开路保护的作用。
BUCK电路设计
BUCK电路设计BUCK电路设计是一种降压直流-直流（DC-DC）转换电路，被广泛应用于电子设备中。
其原理是通过控制功率晶体管的导通时间，将高电压输入转换为较低电压输出。
本文将以一种原创的BUCK电路设计为例，详细介绍其工作原理、设计步骤和关键参数。
一、工作原理：BUCK电路利用了电感元件的性质来实现电压降低，通过周期性的开关来控制电感上的电流。
当功率晶体管导通时，电感储存能量，并将电流传递到负载上；当功率晶体管关断时，电感释放储存的能量，维持电流并维持负载的电压。
二、设计步骤：1.确定输入和输出电压：根据实际应用需求，确定BUCK电路的输入电压和输出电压。
输入电压通常较高，仅能提供相对稳定的直流电源；输出电压通常较低，为电子设备正常工作所需的电压。
2.估算输出电流：根据负载特性和功率需求，估算出所需的输出电流。
输出电流大小决定了电感元件和功率晶体管的选型，以保证电路正常运行。
3.计算电感元件的值：根据输出电流的大小，选择适当的电感元件。
电感元件的值决定了电感的储能能力，传导电流的能力和电路的效率。
根据工作频率和输出电流，可以使用下列公式计算电感值：L = (V_in - V_out) * (1 - D) / (f * ΔI_L)其中，L为电感值，V_in为输入电压，V_out为输出电压，D为占空比，f为开关频率，ΔI_L为电感电流的变化幅度。
4.计算输出电容的值：为了减少输出的纹波电压并提供稳定的电压，需要加入适当的输出电容。
根据输出电流变化的速率和滤波要求，可以使用下列公式计算输出电容的值：C = ΔI_out / (f * ΔV_out)其中，C为输出电容的值，ΔI_out为输出电流的变化幅度，ΔV_out为输出电压的变化幅度。
5.设计反馈网络：为了确保输出电压的稳定性，需要设计一个反馈网络来控制占空比。
一般使用电压反馈方式，通过比较输出电压和参考电压，来控制功率晶体管的导通时间和关断时间，以调节输出电压。
buck电路原理pdf
buck电路原理
总之，Buck电路通过功率开关、电感和电容等元件的协同工作，将高电压降低到较低的 电压级别。它是一种常见的DC-DC转换器，广泛应用于电源管理、电子设备和电动汽车等领 域。
2. 开关控制：Buck电路的功率开关（MOSFET）通过控制开关的导通和截止状态来调节 输出电压。当开关导通时，输入电压Vin通过电感传递到负载和输出电容上；当开关截止时， 电感储 电感和电容：电感（L）和电容（C）是Buck电路中的关键元件。电感通过储存能量来 平滑输出电流，而电容则用于滤波和稳定输出电压。
4. 工作原理：当开关导通时，电感储存能量，电流增加；当开关截止时，电感释放储存的 能量，电流减小。通过调整开关的导通和截止时间比例，可以控制输出电压的大小。
5. 控制方式：Buck电路可以使用不同的控制方式，如固定频率PWM控制、电流模式控制 等。其中，PWM控制通过调整开关的导通和截止时间来控制输出电压，电流模式控制则通 过监测电感电流来实现输出电压的调节。
buck电路原理
Buck电路是一种降压型直流-直流（DC-DC）转换器，用于将高电压降低到较低的电压级 别。它由一个功率开关（通常是MOSFET）和一个电感组成。以下是Buck电路的原理：
1. 输入电压和输出电压：Buck电路的输入电压通常称为Vin，输出电压称为Vout。输入 电压Vin通常较高，而输出电压Vout较低。
BUCK电路基本原理
3.两种工作模式
依据电感上电流是否连续可将其工作分为CCM和DCM。
CCM连续电流模式
在重负载电流时 IAVE > ½ IRipple 电感的电流总是由正方向流淌 电流不会降到0 PWM把握,恒定开关频率原理
开关管导通,电感谢磁,电流线性上升
LdiL dt
Vin
Vo
Ipk(VinLVSfo)D
开关管关断,电感去磁, 电流线性
下降
L diL dt
Vo
Vo = D Vin
Ipk
Vo(1D) LfS
伏秒值平衡: Vt =恒定 toff: 去磁
ton: 激磁 B
Vo toff = (Vin – Vo) ton
输出负载电流下降 从CCM-DCM
CCM CCM有最小输出负载电流要求
DCM
DCM不连续电流模式
在轻负载电流时
IAVE < ½ IRipple 电感的电流(能量)完全放电到0,
在电流降到0时刻，二极管自 然关断,阻挡电感电流的反向 流淌，输出由电容供给,纹波 大. 开关频率及输出电压和负载电 流相关
BUCK电路根本原理及工作方 式分析
1.BUCK电路根本拓扑
Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的单管 不隔离直流变换器。
图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号，信号周期为Ts，则信号频率为 f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期 Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。
buck电路工作原理
buck电路工作原理
Buck电路工作原理。
Buck电路是一种常见的降压型直流电源电路，它能够将输入电压降低到所需的输出电压，因此在各种电子设备中得到广泛应用。
本文将详细介绍Buck电路的工作原理及其基本特性。
Buck电路由输入电压源、开关管、电感、二极管和输出负载等组成。
当输入电压施加到开关管上时，开关管导通，电感储存能量，输出电压为正常工作状态；当开关管断开时，电感释放储存的能量，二极管导通，输出电压维持稳定。
Buck电路的工作原理可以用以下几个步骤来解释：
1. 输入电压施加到开关管上，开关管导通，电感储存能量；
2. 开关管断开，电感释放储存的能量，二极管导通，输出电压稳定；
3. 通过控制开关管的导通时间和断开时间，可以调节输出电压的大小。
Buck电路的工作原理可以用以下几个公式来描述：
1. 输入电压Vin；
2. 输出电压Vout；
3. 开关管的导通时间Ton；
4. 开关管的断开时间Toff；
5. 输出电流Iout。
通过这些公式，可以计算出Buck电路的工作参数，从而设计出符合要求的电路。
Buck电路具有以下特点：
1. 高效率，Buck电路的工作原理能够实现高效的能量转换，减少能量损耗；
2. 稳定性好，Buck电路能够稳定输出所需的电压，适用于各种负载要求；
3. 体积小，Buck电路的工作原理能够实现高频开关，从而减小电感和电容的体积，使整个电路体积小巧。
总之，Buck电路是一种常见的降压型直流电源电路，它通过一定的工作原理和特性，实现了高效的能量转换和稳定的输出电压。
在各种电子设备中得到广泛应用，为现代电子技术的发展做出了重要贡献。
buck电路计算
buck电路计算Buck电路是一种常见的降压转换电路，可以将高电压的直流输入电压转换为低电压的输出电压，常用于电子设备中。
在本文中，将会详细介绍Buck电路的工作原理和计算方法。
一、Buck电路的工作原理Buck电路的工作原理如下：1.当开关管导通时，电感器储存了输入电流的能量；2.当开关管断开时，电感器释放储存的能量，形成一个电感器电流，通过滤波电容变成输出电压。
通过改变开关管的导通时间和断开时间，可以控制输出电压的大小。
当开关管导通时间占比较长时，输出电压较低；当开关管导通时间占比较短时，输出电压较高。
二、Buck电路参数的计算在设计Buck电路时，需要计算一些关键参数，包括开关频率、电感器电流、滤波电容和电感器值。
下面将逐一介绍这些参数的计算方法。
1.开关频率：开关频率是指开关管的导通和断开频率，常用的开关频率为几十千赫兹到几百千赫兹。
开关频率的选择需要考虑到输出电压的稳定性和开关管的损耗。
一般来说，开关频率越高，输出电压越稳定，但开关管的损耗也会增加。
开关频率的计算比较复杂，需要综合考虑多个因素，包括输入电压范围、输出电压范围、开关管的导通和断开时间等。
2.电感器电流：电感器电流是指在开关管导通期间电感器中流过的电流。
可以通过下面的公式计算电感器电流：I_L = (V_in - V_out) * D / (L * f)其中，I_L为电感器电流，V_in为输入电压，V_out为输出电压，D为开关管的导通占空比，L为电感器的电感值，f为开关频率。
3.滤波电容：滤波电容用于将电感器中的矩形电流波形变为稳定的直流输出电压。
滤波电容的大小一般通过下面的公式计算：C=(I_L*D*(1-D))/(f*V_r)其中，C为滤波电容，I_L为电感器电流，D为开关管的导通占空比，f为开关频率，V_r为允许的输出电压波动范围。
4.电感器值：电感器的值可以通过下面的公式计算：L = ((V_in - V_out) * D) / (f * I_L)其中，L为电感器的电感值，V_in为输入电压，V_out为输出电压，D为开关管的导通占空比，f为开关频率，I_L为电感器电流。
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。
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Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
3、DCM Mode： 由图六可知，电路系统工作在DCM模式下，需要满足两个条件，一、电感充磁开 始以及消磁结束时流经电感的电流为零；二、电感消磁时间小于开关管关断时 间。根据伏秒积平衡有：
V in V oT * D V O T d
T
on
V V o
in
T T on
d
同样，在一个周期对电感电流进行分析：
Io
I Lmax T * D
2T
T
d
Buck电路原理分析
四、外为参数对系统工作模式的影响：
图六
Buck电路原理分析
四、外为电流进行分析：
I I I I T
TD
L min
图二
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Buck电路原理分析
二、Buck电路工作原理
1、基本工作原理分析
当感开 电关 流管 线Q性1减驱少动，为输低出电电平压时靠，输开出关滤管波关电断容，C储L1放能电电以感及L1减通小过的续电流感二电极流管维放持电，，等电
效电路如图三
N
图三
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L m in
Lmax
Io T
2
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
2、BCM Mode：关键点原件波形见图五
图五
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
2、BCM Mode：
参照图四与图五电感电流的波形，可以得知电感最小电流逐渐减小到零
TD
I
L min
TD
T
d
T
d
2TLI
o
2TDLI Lmin V inT 2D2 V 2LI Lmin V inTD V oTD
oT
2D2
Buck电路原理分析
四、外为参数与系统工作模式的关系：
1、如果工作在DCM模式，则令ILmin=0，Td<T(1-D),即
2TLI o V inT 2D2 V oT 2D2 T (1 D) V inTD V oTD
Buck电路原理分析
一、Buck电路原理图
图一 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。
- + tuoV 1 R - 1 L + niV - +
Buck电路原理分析
二、Buck电路工作原理
1、基本工作原理分析 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
80uH
(10 5) 0.5 20KHz 2I o
,
I
o
0.78 A
因此，电阻可定义为
R
Vo Io
5 0.78
6.41
通过上述参数定义以及计算，可以得到相关参数的理论值：
开关管Q1导通时，根据KVL定律：
V
in
L
diL
dt
V
O
0
i V V i V V → 即
L
L
t
in
o
L t
L
in
o
t 为Q管导通时间，所以，t T D, T为工作周期，D为占空比：
L
iL
V
in
V
TD
o
①
开关管Q1关断时，同理根据KVL定律：
忽略二极管D的正向压降，有
L diL dt
V o
T itdt
I AV 0 T
，即在一个周期内电流函数曲线与时间轴所围成的面积除以周期，
为电流的平均值。参照图四电感电流波形，一个周期内面积为
I I I I I I
S Lmin Lmax T D Lmin T Lmax 1 D Lmin T Lmax
2
2
2
所以，平均电流
I I S
- + tuoV 1 R + 1 L - 1 D
Buck电路原理分析
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
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Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
1、CCM Mode：
L V in V oTD
2I o
2、如果工作在BCM模式，则令ILmin=0，Td=T(1-D),即
2TLI o V inT 2D2 V oT 2D2 T (1 D) V inTD V oTD
L V in V oTD
2I o
3、如果工作在CCM模式，则令ILmin > 0，Td=T(1-D),即
The future power solutions
BUCK电路工作原理分析
目录:
1. BUCK电路原理图 2. BUCK电路工作原理 3. Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM 4. BUCK电路外围参数与系统工作模式的关系 5. BUCK电路仿真验证
- + tuoV 1 R 1 C 1 L 1 D 1 Q niV - +
即
LiL V o T1 D
②
伏秒积平衡
①＝② ，可以得出：
V V D
o
in
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
1、CCM Mode：
负载电流IO与电感电流的关系，在一个周期内进行分析，负载电流即为在一个
周期内电流的平均值，参考图四。电流的平均值在数学上的表达式为：
I
L min
TIo TD T
d
V
in
V oTD
2L
0
L V in V oTD
2I o
Buck电路原理分析
五、BUCK电路仿真验证：
图七
Buck电路原理分析
上述电路中基本参数设置：
驱动波形：V=14V, f=20KHz,D=50%；输入电压：Vin=10Vdc；储能电感：L=80uH 1、BCM模式仿真验证：根据电路系统工作在BCM模式下的条件,进行理论计算，
时，工作模式也逐渐从CCM进入BCM。根据伏秒积平衡 ：
V in V oT * D V O T 1 D
V V D
o
in
I 同样，在一个周期进行分析，
T L max
Io 2 T
I Lmax 2
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
3、DCM Mode：关键点原件波形见图六
L max
L min
L max
d
Io
2 T
2 T
即 2T I o I Lmin I LmaxTD T d
当Q管导通时
id
L
L
dt
V in
V o
I I L Lmax
L min
V V TD
in
o
即
I Lmax
V in V o L
TD I Lmin
2T
I
o
I
L min
V
in
V L
o