buck电路原理
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。
buck电路原理
buck电路原理
Buck电路是一种变压器仪表，它可以通过将电源转换为另一种电压来控制输出电压的大小，从而控制电力的流动。
它的工作原理是通过一个变压器和一组开关，变压器可以把电源的电压稳定地转换成一种可控制的电压。
该变压器由两个线圈组成，一个是输入线圈，另一个是输出线圈，它们之间有一个变压元件。
开关由两个脉冲方波开关组成，它们可以控制输出线圈的电压。
脉冲开关关闭时，输入线圈的电压会稳定地传导到输出线圈；脉冲开关打开时，输入线圈的电压几乎被隔离了。
由此可以看出，脉冲开关的开关动作起着控制的作用，而变压元件将输入线圈的电压稳定地转换成一种特定的电压，从而控制输出电压的大小。
Buck电路一般用于小功率的柴油发电机组里，它可以使加载输出电压稳定地保持在设定电压水平。
因此，无论输入电压的变化多大，输出电压就可以保持在所需的水平，从而避免电器被装置地过高或过低电压损坏。
从而，可以看出buck电路有着诸多用处，它将不断发展成为更加灵活，可靠的电压控制系统，为我们的工业技术的发展带来更大的便利。
Buck电路工作原理PPT资料【优选版】
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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
IoILmaxT2*TDTd
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：
四、外为参数参与系考统图工六作模，式在的一关系个：周期对电感电流进行分析：
五、BUCK电路仿真验证：
I I I I T Buck电路，又称降压电路，其基本特征是DCL -Dm iCn 转换Lm 电ax路T ，D 输出电L压m in低于L 输m a 入x电压d。
②
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：
T itdt
I AV 0 T
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：
同样，在一个周期进行分析，
i I I V V 3三当1、开1uB关Su,管IcLkmQ电a1路x驱当=的动2Q.三为管种高导工电通作平模时时式，：开C关CL管Md导d，t通LBC，MV储，i能nD电CVM感oL1被充磁L，流Lm 经axT电 D感L的min电流线in性增加o ，同时给电容C1充电，给负载R1提供能量
buck降压电路原理
Buck降压电路原理1. 引言电力系统中，变压器常用来进行电压变换，但有时我们需要降低电压的大小。
这就需要通过使用降压电路来实现。
本文将详细介绍一种常见的降压电路，即Buck降压电路。
2. Buck降压电路概述Buck降压电路是一种非绝对稳定性的直流-直流降压转换器，用于将高电压直流输入转换为较低电压直流输出。
它是一种开关电源，使用开关管调节输入电压与负载之间的变换关系。
3. Buck降压电路原理Buck降压电路基于两个关键元件：开关管和电感。
当开关管关闭时，电感储存电能，并将其传输到负载上。
当开关管打开时，电感释放储存的能量，从而使输出电压减小。
3.1 开关管开关管用来控制电路的导通和断开。
在Buck降压电路中，一般使用晶体管作为开关管。
当晶体管导通时，电路通路打开，电感储存电能；当晶体管断开时，电路闭合，电感释放储存的能量。
3.2 电感电感是Buck降压电路的核心元件之一。
它可以储存和释放能量，用来平衡输入电压和输出电压之间的差异。
电感的参数选择对电路性能有重要影响，如电感的值、电感的质量等。
3.3 变压器降压电路中，变压器常用来实现电压转换。
在Buck降压电路中，变压器的作用是将输入电压转换为所需的输出电压。
变压器的设计与参数选择直接影响转换的效率和稳定性。
4. Buck降压电路的工作原理Buck降压电路的工作原理可以分为四个阶段：导通、反向恢复、关断和正向恢复。
4.1 导通在此阶段，开关管处于导通状态，电感储存电能，同时输出电压保持稳定。
在导通期间，电源的电能被转换为电感储存的磁能。
4.2 反向恢复当开关管关闭时，电感释放储存的磁能，造成电感两端的电压反向增加，此时开关管处于关断状态。
反向恢复的目的是回复电感初始状态。
4.3 关断在此阶段，开关管被断开，电感两端的电压继续上升。
同时，负载电容释放储存的能量，使输出电压稳定。
此时，电感释放存储的电能，维持输出电压稳定。
4.4 正向恢复当电感两端的电压超过输入电压时，正向恢复阶段开始。
buck电路
buck电路1. 简介Buck电路是一种直流-直流（DC-DC）转换器，也称为降压转换器。
它可将高电压直流输入转换为较低电压直流输出。
Buck电路由开关器件（通常为MOSFET）和辅助元件（如电感和电容）组成。
Buck电路在许多电子设备中广泛应用，包括电源适配器、电动汽车、太阳能系统等。
Buck电路具有高效率、紧凑的尺寸和较低的成本等优点，因此成为DC-DC转换的常用选择。
2. 工作原理Buck电路基于开关定时的原理工作。
下面是Buck电路的基本工作原理：1.开关器件关闭状态：当开关器件（MOSFET）处于关闭状态时，输入电压（Vin）通过电感（L）和二极管（D）充电，形成一种电流。
2.开关器件导通状态：当开关器件导通时，电感储存的能量被释放，通过二极管和负载电阻（RL）供电。
此时，输出电压（Vout）取决于导通时间和电感电流。
3.控制方式：通过控制开关器件导通时间的长短，可以调节输出电压的大小。
典型的控制方式有PWM（脉宽调制）和PFM（脉冲频率调制）。
3. Buck电路的主要元件Buck电路由以下主要元件组成：•MOSFET开关器件：用于控制输入电压通过电路的通断状态。
•电感（L）：用于储存能量，并平滑输出电流。
•二极管（D）：与电感形成一个循环，用于导通电感储存的能量到负载电阻。
•输出电容（C）：平滑输出电压，减少纹波。
•控制电路：用于控制开关器件的导通时间，以调节输出电压。
4. 优缺点Buck电路具有以下优点：•高效率：Buck电路的能效通常较高，能够将输入电压有效转换为输出电压。
•紧凑尺寸：Buck电路的设计紧凑，适合在空间有限的电子设备中使用。
•低成本：相比于其他DC-DC转换器，Buck电路的成本较低。
然而，Buck电路也存在一些缺点：•输出电压稳定性差：由于输入电压波动或载荷变化，Buck电路的输出电压可能不太稳定。
•EMI干扰：Buck电路的开关动作可能引起电磁干扰（EMI），对其他电子设备造成影响。
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电路基本原理
buck电路基本原理
Buck电路是一种常见的降压电路，它通过控制开关器件的导
通时间来将输入电压降低到所需的输出电压级别。
该电路基本原理如下：
1. 输人电压由电源提供，经过一个电感和一个二极管连接到电容和负载上。
开关器件一般是一个MOSFET，它通过控制其
导通与截止的时间来调整输出电压。
2. 当开关器件导通时，电感中储存的能量开始流向负载并充电电容。
此时，电流通过电感和二极管形成闭环。
在这个过程中，电流增加，同时电感中的能量也增加。
3. 当开关器件关断时，电感中的能量需要释放到负载和电容上。
此时，电感产生自感电压，同时二极管充当绕过开关器件的通道，使能量正常流向负载。
电感中的自感电压试图保持电流不变，然后电流开始减小。
4. 电流减小时，电感中储存的能量会进一步降低。
重复这个过程，直到电感中的能量耗尽，或者直到达到所需的输出电压级别。
总之，Buck电路通过控制开关器件的导通与截止来调节电压，同时通过电感和二极管的协同作用实现能量传递和转换，从而实现输入电压的降压。
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
BUCK降压斩波电路
BUCK降压斩波电路简介BUCK降压斩波电路是一种常见的电源管理电路，主要用于将高电压的直流电源转换成稳定的低电压输出。
该电路采用降压斩波方式工作，通过控制开关管的导通和断开来实现电压的降压和稳定输出。
本文将详细介绍BUCK降压斩波电路的原理、构成和工作原理。
原理BUCK降压斩波电路的基本原理是利用开关管的导通和断开操作周期性地截断输入电压，并通过滤波电容和电感来实现电压的平滑输出。
具体原理如下：1.开关管导通：当开关管导通时，输入电压通过电感和滤波电容被存储为电感储能和电容储能。
此时，输出电压为输入电压减去开关管的压降。
2.开关管断开：当开关管断开时，电感储存的能量被传递到输出电路，从而维持输出电压的稳定。
此时，电容电压继续供电并保持输出电压的平滑。
通过周期性地切换开关管的导通和断开，BUCK降压斩波电路能够实现高效、稳定的电压降低和输出。
构成BUCK降压斩波电路主要由以下几个组成部分构成：1.输入滤波电容：用于平滑输入电压和过滤高频噪声。
2.输入电感：用于储存输入电流和提供电源电流。
3.开关管：用于控制电路的导通和断开操作。
4.输出电感：用于储存能量并平滑输出电压。
5.输出滤波电容：用于继续平滑输出电压。
6.负载：用于连接电路的输出端。
工作原理BUCK降压斩波电路的工作原理可以通过以下几个步骤来解释：1.正常工作状态下，开关管导通，输入电压通过输入滤波电容并存储在电感和输出滤波电容中。
2.当电压达到设定的输出电压时，控制电路检测到此信号，并命令开关管断开。
3.开关管断开后，电感释放存储的能量，通过输出电感和输出滤波电容提供稳定的输出电压。
4.当输出电压降低到设定值以下时，控制电路再次命令开关管导通，回到步骤1，循环进行。
BUCK降压斩波电路通过不断调整开关管的导通和断开时间来控制输出电压的稳定性和精度。
同时，还能通过反馈电路实时感知输出电压，并通过控制信号精确调整开关管的工作状态，以达到理想的输出效果。
buck斩波电路原理
buck斩波电路原理
Buck斩波电路是一种电压降低电路，用于从输入电源提供较
低的输出电压。
它基于PWM（脉宽调制）控制技术，通过周
期性地开关和关闭开关器件来控制输出电压。
Buck斩波电路的原理如下：
1. 输入电源：Buck斩波电路的输入电源通常是直流电源，其
中包括输入电压Vin和输入电流Iin。
2. 开关器件：Buck斩波电路包括一个开关器件，通常是MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）或BJT（双极晶体管）。
该开关器件用于周期性地开关和关闭来控制电压降低。
3. 电感：Buck斩波电路还包括一个电感，用于储存电能并控
制电流。
4. 输出电压：Buck斩波电路的输出电压是通过周期性地开关
和关闭开关器件来控制的。
当开关器件闭合时，电流通过电感，积累电能。
当开关器件打开时，电流不能立即停止，因此通过电容将其平滑成输出电流，并使其从输出端提供给负载。
5. PWM控制：Buck斩波电路通过PWM控制技术来控制开关
器件的工作周期和占空比。
PWM控制器将输入电压与输出电
压进行比较，并根据比较结果调整开关器件的工作周期和占空比，以保持输出电压稳定。
总体而言，Buck斩波电路利用PWM控制技术将输入电压转化为稳定的输出电压。
它适用于许多电源应用，例如电子装置和车辆电子系统。
buck电路工作原理简述
buck电路工作原理简述
Buck电路是一种降压稳压电路，其工作原理可以简述如下：
1. 输入电源：Buck电路的输入电源为直流电源，通常是来自于电池或者其他的直流电源。
2. 开关元件：Buck电路中有一个开关元件，通常是一个有源开关，比如晶体管或者MOSFET。
3. 电感元件：Buck电路中还有一个电感元件，通常位于开关元件和负载之间。
4. 输出电容元件：Buck电路的输出端通常还包括一个电容元件，用于平滑输出电压。
5. 开关周期：Buck电路的工作周期分为两个阶段：开关关闭阶段和开关打开阶段。
- 开关关闭阶段：在开关关闭的阶段，开关元件导通，电感元件储存能量，并将电流通过负载。
- 开关打开阶段：在开关打开的阶段，开关元件断开，电感元件释放储存的能量，产生反向电压。
由于电容元件的存在，输出电压可以比输入电压低。
这样通过控制开关关闭和打开的时间比例，可以实现输出电压的调节。
总之，Buck电路通过控制开关元件的闭合和断开时间比例，
通过电感元件和电容元件的相互作用，实现对输入电压进行降压，并稳定输出电压的目的。
buck电路工作原理
buck电路工作原理
Buck电路是一种常用的降压转换器，它能将输入电压降低到
输出电压。
它的工作原理如下：
1. 开关：Buck电路中有一个开关，通常为MOSFET或BJT。
开关周期性地打开和关闭，控制电路进入和退出导通状态。
2. 电感：开关打开时，电压施加在电感上，使其储存电能。
当开关关闭时，储存的电能被释放，并通过电感的电流流向负载。
3. 电容：电容连接在开关和负载之间，用于平滑输出电压。
当开关打开时，电容通过负载来提供电流，以保持输出稳定。
4. 控制电路：Buck电路还包括一个控制电路，用于监测输出
电压并调整开关的工作周期，以保持稳定的输出电压。
控制电路通常使用反馈机制来实现。
具体的工作步骤如下：
1. 当开关闭合时，电感充电，并储存电能。
2. 当开关打开时，电感释放储存的电能，并通过电流流向负载。
3. 由于电感的电流变化，电压也会随之变化。
4. 当开关再次闭合时，循环过程重复，以保持输出稳定。
总结来说，Buck电路通过周期性开关，控制电感储存和释放
电能，从而将输入电压降低到输出电压。
控制电路通过反馈机制来维持稳定的输出电压。
buck限流电路
buck限流电路
Buck（降压）电路是一种常见的直流-直流（DC-DC）转换器，用于将高电压降低到较低电压。
Buck限流电路通常用于控制电流，以防止电路中的电流超过某个设定值。
下面是一个简单的Buck限流电路的基本原理：
1. Buck电路基本结构：一个典型的Buck电路包括输入电压源、功率开关（通常是MOSFET）、电感、二极管、输出电容和控制电路。
2. 电流限制元件：在Buck电路中，电流限制通常通过一个电流传感器来实现，该传感器监测电路中的电流，并将信息反馈给控制电路。
3. 控制电路：控制电路根据电流传感器的反馈信息，调整功率开关的占空比，从而控制电流在设定值以下。
4. 电流限制原理：当电流传感器检测到电流超过设定值时，控制电路将减小功率开关的导通时间，从而减小输出电流。
这种反馈机制使得Buck电路能够在特定的电流水平上限制输出。
5. 稳压输出：Buck电路的主要目标是将输入电压降低到所需的输出电压，并通过反馈机制保持输出电压的稳定性。
6. 过流保护：Buck电路中的电流限制也可以作为过流保护的一种手段。
当电流达到设定值时，电路会采取措施，例如关闭功率开关，以防止电流过大，从而保护电路和连接的设备。
请注意，实际的Buck限流电路可能会更为复杂，涉及到精密的控制电路和保护机制。
在设计和实现Buck限流电路时，建议参考相关的数据手册、设计指南或咨询电源电子学专业人士的建议。
buck电路最低频率
buck电路最低频率（原创版）目录1.Buck 电路概述2.Buck 电路的工作原理3.Buck 电路的最低频率4.Buck 电路的应用领域5.总结正文1.Buck 电路概述Buck 电路，又称降压斩波电路，是一种用于将较高电压转换为较低电压的电源电路。
它主要由开关管、电感、电容和二极管等元件组成，广泛应用于电子设备、计算机、通信设备等领域。
2.Buck 电路的工作原理Buck 电路的工作原理是通过开关管进行周期性开关，控制电感上的电流，使电感上的电流呈锯齿波形。
当开关管导通时，电感上的电流增加，电容器上的电荷也增加；当开关管截止时，电感上的电流减少，电容器上的电荷通过输出端供应负载。
通过调整开关管的占空比，可以实现输出电压的调节。
3.Buck 电路的最低频率Buck 电路的最低频率是指在保证输出电压稳定的前提下，开关管能够进行的最小切换频率。
最低频率受到电感、电容和负载等元件的影响。
当开关频率过低时，电感上的电流变化缓慢，可能导致输出电压波动较大，影响电路的稳定性；而开关频率过高时，会导致开关损耗增加，影响电路的效率。
4.Buck 电路的应用领域Buck 电路广泛应用于各种电子设备和系统中，如计算机电源、通信设备、工业控制等领域。
在这些应用中，Buck 电路可以实现高效、稳定的电压调节，满足不同负载的需求。
5.总结Buck 电路是一种重要的电源电路，可以实现较高电压向较低电压的转换。
其工作原理是通过开关管进行周期性开关，控制电感上的电流，实现输出电压的调节。
Buck 电路的最低频率是保证电路稳定运行的关键参数，受到电感、电容和负载等元件的影响。
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。
boost和buck电路的工作原理
boost和buck电路的工作原理Boost和Buck电路的工作原理引言：在电子领域中，Boost和Buck电路是两种常见的升压和降压电路。
它们在直流电源系统中起着重要的作用，能够将电压转换为所需的电压级别，以满足各种电子设备的需求。
本文将详细介绍Boost和Buck电路的工作原理以及它们的应用。
一、Boost电路的工作原理Boost电路是一种升压转换器，能够将输入电压升高到输出电压。
其基本工作原理是利用能量储存元件（如电感）和开关元件（如开关管）来实现电压的升高。
具体的工作过程如下：1. 输入电压阶段：当输入电压施加到电路中时，电流流过电感，同时开关管处于关闭状态。
此时，电感储存了电流的能量。
2. 开关电压阶段：当开关管打开时，电流通过开关管流入电感，电感储存的能量逐渐增加。
在此阶段，输出电压较低。
3. 关断电压阶段：当开关管关闭时，电感的能量开始释放。
由于电感反向作用，电流继续流动，但此时电流的路径变为输出电压负载。
因此，输出电压得到了升高。
通过不断重复上述三个阶段，Boost电路可以将输入电压升高到所需的输出电压。
二、Buck电路的工作原理Buck电路是一种降压转换器，能够将输入电压降低到输出电压。
其工作原理与Boost电路相反，具体如下：1. 输入电压阶段：当输入电压施加到电路中时，电流流过电感，同时开关管处于关闭状态。
此时，电感储存了电流的能量。
2. 开关电压阶段：当开关管打开时，电感释放储存的能量，电流通过电感和开关管流动。
在此阶段，输出电压较高。
3. 关断电压阶段：当开关管关闭时，电感的能量逐渐减小，同时输出电压也随之降低。
通过不断重复上述三个阶段，Buck电路可以将输入电压降低到所需的输出电压。
三、Boost和Buck电路的应用Boost和Buck电路具有广泛的应用，以下列举了一些常见的应用场景：1. 电源管理：Boost和Buck电路在电源管理中起着重要的作用，可以将电池电压升高或降低到适合电子设备的工作电压。
boost和buck两种开关电源的基本电路拓扑和工作原理
boost和buck两种开关电源的基本电路拓扑和工作
原理
Boost和Buck两种开关电源的基本电路拓扑和工作原理如下：
1. Boost拓扑电路：Boost电路是一个升压电路。
当开关管导通时，输入电压Vi对电感Ls充电，形成的回路是：输入Vi→电感Ls→开关管Q。
当开关管关断时，输入的能量和电感能量一起向输出提供能量，形成的回路是：输入Vi→电感Ls→二极管D→电容C→负载RL。
此时负载的供电电源相当于Vi加上电感的感应电动势，从而实现升压。
2. Buck拓扑电路：Buck电路是一个降压电路。
当开关闭合时，续流二极管D是截止的，由于输入电压Vi与储能电感Ls接通，因此输入-输出压差（Vi-Vo）就加在Ls上，使通过Ls上的电流线性地增加。
在此阶段，除向负载供电外，还有一部分电能储存在电感Ls和电容Cr中。
当开关断开时，在电感Ls上产生反向电动势，使二极管D从截止变成导通。
如需了解更多信息，建议咨询专业技术人员或者查阅相关技术手册。
buck电路计算
buck电路计算Buck电路是一种常见的DC-DC转换器，其基本原理是通过改变开关的占空比来实现输入电压的降压转换。
在该电路中，电感和电容元件与开关器件配合使用，实现直流电压的降低。
Buck电路的基础是开关电源，其核心是激励开关管的半导体开关器件。
一个普通的Buck电路通常包括输入电源、开关管、电感、电容以及负载等元件。
在Buck电路工作过程中，开关管通过不断的开关和关闭来实现输出电压的稳定。
当开关管关闭时，电感处于放电状态，储存并释放能量；而当开关管打开时，电感处于充电状态，从输入电源中吸收能量。
通过不断地交替操作，Buck电路能够通过电感和电容的储能和释能来输出较低的电压。
下面我们来详细讲解Buck电路的工作原理和如何进行计算。
1. Buck电路工作原理Buck电路的工作原理可以分为两个主要模式：导通模式和关断模式。
导通模式：当输入电压施加在电感上时，开关管打开，电感储存能量。
在这个周期中，电感电流的方向保持稳定，电感储存的能量被传送到负载电容中。
电流流向负载，满足负载需求。
关断模式：当开关管关闭时，电感处于放电状态。
在这个周期中，电感和负载电容形成一个回路，导致负载电容释放储存的能量，并向负载供电。
此时，电感施加给负载的电压小于输入电压。
通过切换这两种模式，Buck电路能够实现输入电压的降压转换。
2. Buck电路的计算方法在设计和计算Buck电路时，需要考虑以下几个关键参数：输出电压、输入电压、负载电流、开关频率和开关管的特性。
(1)输出电压（Vo）：根据应用的需求确定输出电压的数值。
(2) 输入电压（Vin）：输入电压是Buck电路的主要输入，决定了输出电压的降压倍数。
常用的输入电压范围有12V、24V等。
(3) 负载电流（Iload）：负载电流是Buck电路输入和输出之间的流动电流，根据负载的需求确定。
(4) 开关频率（fsw）：开关频率决定了Buck电路在输入和输出之间切换的速度。
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I pk (Vin Vo ) D Lf S
开关管关断,电感去磁, 电流线性下降
L diL Vo dt
Vo (1 D) Lf S
8
I pk
BUCK
BAe N V t 伏秒值平衡:
Vt =恒定
toff: 去磁
ton: 激磁
B
Vo toff = (Vin – Vo) ton Vo = D Vin 其中: D = Ton/ T 忽略功率损耗: Vin Iin = Vo Io Iin = IL = Io/D
②串联基准
具有与三端稳压器相似功能的电压基准。带负载能力强:从输入电 源吸收负载电流和静态电流。
5
开关电源
开关电源
①高效率,长电池寿命,大电流 ②大尺寸,成本高 ③输出噪声,降压/升压/负压
BUCK
SEPIC
BOOST
CUK
BUCKBOOST
6
BUCK
Buck变换器
降压调节器
7
BUCK
开关管导通,电感激磁,电流线性上升
CHOOSE TOPOLOGY
Inductor Base Topo LDO Buck Vo > Vin 升压 Boost Sepic Cuk BuckBoost 4开关 BuckBoost
Vo < Vin
降压
Vinmin< Vo<Vinmax Vo < 0
升降压 负压
3
LDO
1 伏秒值平衡
Ton Toff V V 1 D2 I o I L max Vin in o 2 TS 2Lf S Vo
2 功率平衡
15
BUCK
同步Buck变换器
1 续流二极管换为功率MOSFET 2 应用于低电压大电流 低电压低占空比,续流管导通更长时间 3 高效率
大的输出电流时,同步管用 几个MOSFET并联以减小导 通电阻同时有利于散热
ITH
igm
gm veainR1
补偿网络
Cthp
Ro
误差放大器
Vref
30
BUCK
同步管开始导通 同步管关断
iL
Io
iL X Rds(on)
上管导通固定时间
VIth
VIth = iL X Rds(on)
上管驱动信号
下管变化导通时间
下管变化导通时间调节输出电压VO
31
BUCK
快速负载响应:电感的电流波形
线性电源LDO
①低效率,短电池寿命,效率 = Vo/Vin 压差 = Vin- Vo ②小尺寸,低输出电流,成本低,容易设计 ③输出干净 ④只能降压
工作在线性区 相当于一个可变电阻
4
基准电压
基准电压
①并联基准
具有与齐纳二极管等效功能的电压基准。必须将偏置电流设定得 比最大静态电流与最大预期负载电流之和更高。由于并联基准通常 是采用一个电阻器来施加偏压，因此它们能够在各种输入电压条件 下操作。
22
BUCK
效率与轻载调整率
突发模式具有最高轻载效率，其次是跳脉冲模式，强迫CCM模式轻载 效率最低 强迫CCM模式具有最好轻载调整率，其次跳脉冲模式， 突发模式轻 载调整率最差
23
BUCK
BUCK变换器控制方法
1 电压模式
2 电流模式：峰值电流，平均电流，谷点电流
24
BUCK
电压模式控制BUCK变换器
26
BUCK
峰值电流模式控制BUCK变换器
L
Rsense rc d Vin
PWM
Ki
R C
Vo
vo
d slope comp
iL feedback
Kref(s)
EAIN
R2
C2
比较器
vc
Rth 补偿网络 Cth
ITH
igm
gm veainR1
C1
Cthp
Ro
Vref 误差放大器
27
BUCK
峰值电流模式控制BUCK变换器
Io (V Vo ) D 1 I L max in 2 2L f f S
DCM
Io
Toff Vo Vin
(Vin Vo ) D 1 I L max 2 2L f f S (V V ) D D' TS in o TS (1 D)TS Vo D D D'
2 电压式控制器拓朴需要额外的补偿器件来优化负载瞬态响应。 典型的电压式控制器需要电解电容或钽电容稳定控制回路，并 维持良好的高频响应。在相同均方根工作电流的需求下， 相同电容值的电解电容或钽电容比陶瓷电容的体积更大， 输出电压的波动也更大。
34
以D的正极为单点地
17
BUCK
BUCK变换器轻载时操作控制技术
1 强迫CCM模式
2 跳脉冲模式(定频DCM到变频)
3 突发模式Burst Mode
18
BUCK
强迫CCM模式
电感中的电流在一个开关周期中的某 一段时间内可以反向流动 对于同步BUCK当电感的电流为0时,同步 MOSFET仍然导通, 电感电流反向激磁, 电 感电流反向流动 环流产生功率消耗从而降低效率
DCM
13
BUCK
输出电容纹波:
注意: iL>Io时Cout 充电 方法1: 在充电时间积分
1 Ton 1 Ton Toff 2 U o1 Ton iC dt iC dt C 2 C Ton (1 D)Vo 2 8L f Cout f S
最恶劣情况: U = UO1 + UO2
9
BUCK
10
BUCK
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动
电流不会降到0
PWM控制,恒定开关频率工作
改变占空式调节输出
由于开关频率固定，噪声频谱固 定，噪声频谱相对窄，使用简单 滤波技术就可以极大程度的减小 峰峰电压纹波。
11
BUCK
需要电流检测当要求的输出电流降到内部设定的阈值时。 元件关断内部的振荡器进入低电流工作状态 保持低电流的工作，直到输出电压降到足够低要求另一次的电流突发
Hale Waihona Puke 21BUCK突发模式 跳脉冲模式
提供最好的低负载电流效率 但输出电压纹波高
提供最低的输出电压电流纹波 但低负载电流效率差
方法2: 积累电荷
1 I Lpk Ts Q 2 2 2 (1 D)Vo Q U o1 Cout 8L f Cout f S 2
考虑ESR:
U o 2 ESR I Lpk
(1 D)Vo ESR Lf fS
14
BUCK
临界工作模式(介于DCM和CCM边界)
iL Io
从当前的脉冲周期响应 谷点电流模式 负载从0A跳到5A
从下一个脉冲周期响应 峰值电流模式 负载从0A跳到5A
32
BUCK
谷点电流模式控制BUCK变换器
两种控制 定频工作: 时钟沿关断功率管，谷点电流处开通功率管 变频工作:开通功率管，到固定的导通时间时关断功率管， 谷点电流处开通功率管
16
BUCK
元件选取
①功率MOSFET VDDS > Vinmax ， IDmax > Io+I/2 ②续流二极管或同步MOSFET VRRM 或 VDDS > Vinmax ， IF(AV) 或 IDmax > Io(1-D) ③电感 L >VODMIN/f I ， I = 0.2~0.4 IO ， 饱和电流Isat > Io+I/2 ④PCB：输出地回路电流连续，输出地为干净地
2
Li+/Li-Poly 3~4.2V
放电
NiMH/Akaline 0.9~1.5V 太阳能/燃烧电池 作用 主/背份电源 类型 初级 次级 管理 保护 Gas Gauge 安全
电源
适配器 5V/9V/12V/24V 精度±10% 开关 汽车插头 USB 4.5V~5.25V 电流100/500mA
L Vin d
PWM
rc R Vo
VC slope
C
R2
d slope
Comp.
d· s T
VFB R1
Ts
Comparator
vc
d=k· c V
Vref
功率级：控制对输出 误差放大器补偿
25
BUCK
电压模式控制BUCK变换器
优点: 不需要精密的电流检测电阻供最缺点 缺点 1 环路增益是输入电压的函数,需要输入电压前馈 2 环路增益是输出电容ESR的函数,需要仔细设计补 偿环路 3 电流检测/限流控制缓慢不准确 4 如果多个电源和多个并联相位操作,需要外部电 路进行均流控制
Power Supply
电源
By Adlsong
1
POWER SUPPLY
充电
电池
功率转换
负载
标准IC 5V//3.3V/2.5V/1.8V Vcore RF IC 要求低噪声 显示 LED/Flash LCD/OLED/EL Bias CCFL 马达/感性 Vibrator HDD USB Host Ports Others Tuner…
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允许电感电流反向流动优点 输出纹波电压和频率在整个负载变化范围内恒定，容易滤除噪声 适合于通讯等要求干扰噪声低的应用