Buck电路工作原理详解

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
，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
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
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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：关键点原件波形见图六
2
2
2
所以，平均电流
I I S
L m in
Lmax
Io T
2
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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
2、BCM Mode：关键点原件波形见图五
图五
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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
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
I
o
I
L min
V
in
V L
o
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
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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
2I o
3、如果工作在CCM模式，则令ILmin > 0，Td=T(1-D),即
I
L min
TIo TD T
d
V
in
V oTD
2L
0
L V in V oTD
2I o
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Buck电路原理分析
五、BUCK电路仿真验证：
图七
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Buck电路原理分析
上述电路中基本参数设置：
I I I I T
TD
L min
L max
L min
L max
d
Io
2 T
2 T
即 2T I o I Lmin I LmaxTD T d
id
当Q管导通时
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
忽略二极管D的正向压降，有
L diL dt
V o
即
LiL V o T1 D
②
伏秒积平衡
①＝② ，可以得出：
V V D
o
in
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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：
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
2TLI o V inT 2D2 V oT 2D2 T (1 D) V inTD V oTD
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
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：
V
in
L
diL
dt
V
O
0
i V V i V V → 即
L
L
t
in
o
L t
L
源自文库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：
in
o
O
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
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Buck电路原理分析
四、外为参数对系统工作模式的影响：
图六
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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：
效电路如图三
N
- + tuoV 1 R + 1 L - 1 D
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图三
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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：关键点原件波形见图四
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图四
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Buck电路原理分析
- + tuoV 1 R - 1 L + niV - +
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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
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
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Buck电路原理分析
图六
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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 V V T T *D
一、Buck电路原理图
- + tuoV 1 R 1 C 1 L 1 D 1 Q niV - +
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。
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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
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，