buck电路参数word版
Buck电路平均电流双闭环控制.wps
Magnitude （dB）
曲线2
曲线1
-40dB
-20dB
A -20dB
Wci
B -40dB
图 3-4 计划加入补偿后的伯德图
图中，含
A、B
两转折点，设定
A
处角频率
wA
1 10
ws
1 10
2f s
62800rad
/
s，
wci
1 2
ws
1 2
2f s
100000rad / s B
处角频率 wB
ws
kv
(
s wz
2
s2( s
1)( s wz3
1)( s
1) 1)
，
wp2
wp3
零点 wz2、wz3 由 wz1 大致确定， wp2、wp3 受到 wA 限制。具体参数需要通过 Saber 仿真，观察输出电压和电感电流波形找到满足电路输出要求的参数。在这里，取 wz2 1000 rad / s, wz3 1200 rad / s ， wp2 wp3 65000 rad / s ，kv 3.3106 。作出 该补偿网络的幅频与相频特性曲线图。
二 BUCK 变换器主电路参数设计
2.1 设计及内容及要求
1） 输入直流电压(Vin )：50V 2） 额定输出电压(Vo )：15V 3） 额定输出电流( Io )：1.67A 4） 输出电压纹波峰-峰值： 2Vo 0.016 mV 5） 电感电流纹波峰峰值： 2IL 0.42 A 5） 锯齿波幅值(Vp )：2.5V 6） 开关频率( fs )：100kHz 7） 输出电压采样网络传函 H (s) 1/ 3
图 4-6 调节电压环传函中极点 wp2、wp3 由下至上按 wp2 wp3 65000 74000 84000 rad / s 变化，适当增加极点的 值，电压尖峰有所降低，但调整时间会有所增加，类似前面调零点。 综 合 前 面 所 调 参 数 ， 最 后 选 取 参 数 wz2 1000 rad / s, wz3 1200 rad / s ， wp2 wp3 65000 rad / s ， kv 3.3106 ，这时的电压输出在超调量和调整时间上 都有一个比较满意的值，电路输出特性和动态特性比较好地达到了预计要求。
(待打印)BUCK电路的重要分析及公式推导
(Vg V ) DTs V (1 D)Ts ….(3)
由式(3)可得：
D
V ……………………….(4) Vg
M/DCM 区别及 Buck 线路的边界条件 开关转换线路是否工作在 CCM 或者 DCM,主要取决于流过电感电流是否连 续，当电感电流连续时，则开关转换器工作于 CCM(current continuous mode);当 电感电流不连续时，则开关转换器工作于 DCM(current discontinuous mode)。 当开关转换线路工作于 CCM/DCM 边界，对于 buck 线路而言，即流过电感的 电流纹波与输出电流相等即：
Buck circuit analysis and design
1. the schematic of buck circuit buck 线路（降压线路）的原理图如图 1 所示，降压线路的基本特征为： 输出电压低于输入电压，输出电流为连续的，输入电流是脉动的。
Fig 1.Schematic of buck circuit 1.1. The process of working 左图为降压线路工作时的理 想波形。 输出 0 t DTs 开关管导通时， 电感储能，流过电感的电流线性 增加，同时给负载提供能量； di L Vg V ……………….(1) dt 输出电 DTs t Ts 开关管关断， 感通过 diode 进行续流，流过电 感的电流线性减小。 di L V ………………….(2) dt 依据电感伏秒平衡原理可得：
d v(t ) v(t ) C i L (t ) ……………………………….(19) dt R
i g (t ) d (t ) I L d i L (t ) ………………Байду номын сангаас……………(20)
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电路参数
标签：BUCK电源设计之BUCK电路-2偶是电源方面的菜鸟，继续考虑与分析，希望能够把这部分知识给牢固掌握，并涉及最主要的点，难免有不好错误和遗漏的地方，请各位电源高手不惜指教。
首先把设计需要的信息输入到我们定义参数中，如下图所示：初步确认占空比和电感电流范围：这里需要交代的是，我们在设计BUCK电路过程中，在需要确保负载电流范围需要保证负载不进入断续模式，按照示意图所示中，当进入断续模式时，会产生Ring的情况。
继续扩展，连续与断续的分界线为：采用电路的特征参量去分析，确实简洁，但是并没有体现出输入电压与输出电流之间的关系特征产量的三个参量为1.PWM周期2.电路的主电感量3.电路输出负载以上反应的关系实质上是指输出电流与占空比的关系，而输出电压一般是确定的，因此等同于输入电压与输出电流之间的关系，以上的式子并没有清晰的反应出来，以下的推导可直观的表示出来：可发现，如果电感选择过小，则会导致在设计电流范围内，电路进入了断续模式，而且在正常的电流变化过程中，电路在两种模式中不断变化，存在临界点，这是不能接受的，通过选择电感后，可得到以下图形：因此我们在选择电感和电容的初步选择，需要满足以下的关系：电容的计算式子：电容与电感量是有关系的，因此先选择电感量是关键。
电感和电容都是按照标准值选取的，偶找到TDK和适当的电容后贴上：电感和电容值都要参考标准值来选取，通过以上的选取后，需要对目前的电路参数进行验证。
电感的确定负载电流3A,峰值电流为Ipeak为有效电流Irms的2-3倍，电感可以这样估算，L=(Vin-Vdsat-V out)*Ton/Ipeak;Vdsat为PMOSFET的导通压降，Ton为导通时间，可见电感愈小，峰值电流愈大，同时还要考虑电感磁芯饱(Core Saturation)电容的取值和你要求的纹波有关Vripple.BUCK/BOOST电路原理分析发布: 2011-6-17 | 作者: —— | 来源: 华强电子网用户| 查看: 344次| 用户关注：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。
(完整word版)基于Buck变换器的开关电源设计【适合做课程设计】
基于Buck变换器的开关电源设计摘要一个高可靠性的电源系统需要大功率宽电压输入范围的DC/DC变换，在充分考虑不同DC/DC变换器拓扑特点的基础上，选用Buck作为系统的电路拓扑.本文介绍了Buck电路的工作原理，对整个闭环结构进行设计与研究,并附以相关电路图表示。
并选择符合规范的元器件，计算产品的成本.关键词Buck拓扑；DC/DC；开关电源;MC34063第一章概述开关电源是利用现代电子电力技术控制功率器件(MOSFET、三极管等）的导通和关断时间来稳定输出电压的一种稳压电源，具有转换效率高，体积小,重量轻，控制精度高等优点。
1。
1基本要求输入直流9V-12V,输出5V，5W；开关振荡频率40KHz。
1.2方案设计采用MOSFET作为功率转换元件,MOSFET具有压降小，输入电阻高，动态特性好等特点。
控制方案采用集成电路MC34063单路PWM控制芯片，极大简化电路设计。
第二章开关电源输入与控制部分设计2。
1 开关电源工作原理开关电源是指调整管工作在开关方式，只有导通和截止两个状态，图2-1为工作过程。
基准电压为固定值,由于输入波动或负载变化导致输出电压减小，采样电压将减小，经过比较放大后，脉冲调制电路根据这个误差，提高占空比使输出电压增大.同理,当由于输入波动或负载变化导致输入电压增大时,脉冲调制电路降低占空比使输出电压减小，以此来控制输出电压的稳定。
图2-1 开关电源原理框图2。
2 Buck 调整器的基本工作方式Buck 调整器的基本电路如图2-2所示,晶体管Q1与直流输入电压dc V 串联，通过Q1的开通与关断，在V1处产生方波电压，采用恒频占空比可调的方式（PWM),在V1出产生方波电压，Q1导通时间为on T 。
Q1导通时V1点电压为dc V ，电流通过串接的电感L0流入输出端,Q1关断时，电感L0产生反电动势，使V1点电压迅速下降到0并变负，直至被D1钳位于—0。
8V 。
假设二极管导通压降为0,则V1点电压为矩形波，该方波电压平均值为T T V on dc /。
(完整版)Buck-Boost电路设计.doc
500W Buck/Boost 电路设计与仿真验证一、主电路拓扑与控制方式Buck/Boost 变换器是输出电压可低于或高于输入电压的一种单管直流变换器， 其主电路与 Buck 或 Boost 变换器所用元器件相同，也有开关管、 二极管、电感和电容构成，如图1-1所示。
与 Buck 和 Boost 电路不同的是，电感L f 在中间，不在输出端也不在输入端，且输出电压极性与输入电压相反。
开关管也采用 PWM 控制方式。
Buck/Boost 变换器也有电感电流 连续喝断续两种工作方式， 本文只讨论电感电流在连续状态下的工作模式。
图 1-2 是电感电流连续时的主要波形。
图1-3 是 Buck/Boost 变换器在不同工作模态下的等效电路图。
电感电流连续工作时，有两种工作模态，图 1-3(a)的开关管 Q 导通时的工作模态，图1-3(b)是开关管 Q 关断、 D 续流时的工作模态。
QD LDR+-V in L fC fV o+-+图 1-1 主电路V bet onT ti LFi LfmaxI LFi Lfminti Qi Lfmaxi Lfminti DiLfmaxi LfmintV LfV inV ot图 1-2 电感电流连续工作波形QDR LDQDR LD+-+-C fC f V inL fi LfL f+V o V in i Lf+V o-+-+(a) Q 导通(b) Q 关断， D 续流图 1-3 Buck/Boost 不同开关模态下等效电路二、电感电流连续工作原理和基本关系电感电流连续工作时，Buck/Boost 变换器有开关管Q 导通和开关管Q 关断两种工作模态。
在开关模态 1[0~t on]：t=0 时， Q 导通，电源电压V in加载电感 L f上，电感电流线性增长，二极管 D 戒指，负载电流由电容 C f提供：di L fL f dt Vin (2-1)I o V o(2-2) R LDC f dV o I o (2-3)dtt=t on时，电感电流增加到最大值i L max，Q关断。
Buck电路参数选取
uck电路参数选取（注：以下公式仅针对CCM模式）1. 占空比(Vi-Vo)*Ton/L=Vo*Toff/L D=Vo/Vi D—占空比2. 电感dIL= (Vi-Vo)*Ton/L dIL== L=5(Vi-Vo)Vo*T/(Vi*Io) IL_avg = Io IL_peak=IL_rms=ILavg*(1+12)L电感量的选取原则使电感纹波电流为电感电流的20%（可根据应用改变） dIL—电感纹波电流峰峰值 IL_avg—电感电流平均值 IL_peak—电感峰值电流 IL_rms—电感电流有效值3. 肖特基二极管 Id_peak=Vrd=ViId_peak—续流二极管峰值电流 Vrd—续流二级管反向耐压（Ton期间）4. 开关管 Isw_peak= Vsw_peak =ViIsw_peak—开关管峰值电流Vsw_peak—开关管耐压（Toff期间）5. 输出电容Icin_rms = [(Io-Iin)2D+Iin2(1-D)] Ico_rms=dIL/电容选取：耐压、纹波电流、电容量 Icin_rms—输入电容的纹波电流有效值 Ico_rms—是输出电容的纹波电流有效值①(（Vi-Vo)/L)*D=（Vo/L）*(1-D) 已知输入电压Vi，输出电压Vo, 求出D; D=Vo/Vi②Io 为设定值已知输出电流Io;③Ton=T*D 求出Ton④((Vi-Vo)/L)Ton=dI=*Io 可求出L.L=((Vi-Vo) *Ton)/*Io)输入电压12V，输出电压5V，输出电流3A，F=300KHz,计算电感；由一式得：D=5/12由二式得：Io=2A由三式得：Ton=由四式得：电感量 16uH 推荐使用18 uH 22 uH 电感量BOOST电路参数1. 占空比Vi *Ton/L=(Vo-Vi)*Toff/LD = (Vo-Vi)/VoD—占空比2. 电感选择dIL= Vi*Ton/LdIL= avg=Iin=Vo*Io/ViIL_avg = IinIL_peak =IL_rms = ILavg*(1+12)L电感量的选取原则使电感纹波电流为电感电流的20%（可根据应用改变）dIL—电感纹波电流峰峰值IL_avg—电感电流平均值IL_peak—电感峰值电流IL_rms—电感电流有效值2. 肖特基二极管选择Id_peak =Vrd = VoId_peak—续流二极管峰值电流Vrd—续流二级管反向耐压（Ton期间）3. 开关管Isw_peak =Vsw = VoIsw_peak—开关管峰值电流Vsw_peak—开关管耐压（Toff期间）4. 电容Icin_rms = dIL/Ico_rms = [Io2D+(Iin-Io)2(1-D)]电容选取：耐压、纹波电流、电容量Icin_rms—输入电容的纹波电流有效值Ico_rms—是输出电容的纹波电流有效值。
buck电路调压范围
buck电路调压范围【最新版】目录1.Buck 电路概述2.Buck 电路的调压范围3.Buck 电路的应用领域正文一、Buck 电路概述Buck 电路，又称降压电路，是一种基于开关管工作的 DC-DC 变换器。
它的主要作用是将输入的高电压转换为较低电压的输出，以满足不同电子设备对电压的需求。
Buck 电路在电子设备中具有广泛的应用，如电源适配器、LED 驱动器等。
二、Buck 电路的调压范围Buck 电路的调压范围取决于电路中的元件参数，主要包括开关管的导通时间、电感大小、负载电阻等。
在理想情况下，Buck 电路的输出电压可以通过以下公式计算：输出电压 = 电源电压×开关管导通时间 / (开关管导通时间 + 电感充放电时间)由于电感充放电时间与负载电阻成正比，因此可以通过改变负载电阻来调整 Buck 电路的输出电压。
然而，在实际应用中，电路元件的参数和非线性特性会对调压范围产生影响，因此实际调压范围可能会有所不同。
三、Buck 电路的应用领域Buck 电路广泛应用于以下领域：1.电源适配器：Buck 电路可用于制作各种电源适配器，为不同电压需求的设备提供稳定的电源。
2.LED 驱动器：由于 LED 对电压敏感，Buck 电路可用于为 LED 提供恒定的电压，以保证 LED 的稳定性和寿命。
3.通信设备：在通信设备中，Buck 电路可用于实现电压的转换和控制，以满足不同通信协议对电压的要求。
4.工业控制：在工业控制领域，Buck 电路可用于为各种传感器和执行器提供稳定的电源，以保证工业自动化系统的正常运行。
总之，Buck 电路作为一种重要的 DC-DC 变换器，其调压范围和应用领域受到电子工程师的广泛关注。
(完整word版)BUCK电路
题目：BUCK电路闭环PID控制系统的MATLAB仿真目录一、课题简介 (2)二、BUCK变换器主电路参数设计 (2)2.1设计及内容及要求 (2)2.2主电路设计 (2)1、滤波电容的设计 (3)2、滤波电感设计 (3)3、占空比计算 (3)三、BUCK变换器PID控制的参数设计 (3)3.1主电路传递函数分析 (4)四、BUCK变换器系统的仿真 (7)4.1仿真参数及过程描述 (7)4.2仿真模型图及仿真结果 (8)五、总结 (10)六、参考文献 (10)七、附录 (10)一、课题简介BUCK 电路是一种降压斩波器，降压变换器输出电压平均值Uo 总是小于输出电压U D 通常电感中的电流是否连续，取决于开关频率、滤波电感L 和电容C 的数值。
简单的BUCK 电路输出的电压不稳定，会受到负载和外部的干扰，当加入PID 控制器，实现闭环控制。
可通过采样环节得到PWM 调制波，再与基准电压进行比较，通过PID 控制器得到反馈信号，与三角波进行比较，得到调制后的开关波形，将其作为开关信号，从而实现BUCK 电路闭环PID 控制系统。
二、BUCK 变换器主电路参数设计2.1设计及内容及要求1、 输入直流电压(VIN)：15V2、 输出电压(VO)：5V3、 输出电流(IN)：10A4、 输出电压纹波峰-峰值 Vpp ≤50mV5、 锯齿波幅值Um=1.5V6、开关频率(fs)：100kHz7、采样网络传函H(s)=0.38、BUCK 主电路二极管的通态压降VD=0.5V ，电感中的电阻压降VL=0.1V，开关管导通压降 VON=0.5V,滤波电容C 与电解电容RC 的乘积为2.2主电路设计根据以上的对课题的分析设计主电路如下：图2-1 主电路图F *Ωμ751、滤波电容的设计因为输出纹波电压只与电容的容量以及ESR 有关，rr rrC L N0.2V V R i I ==∆ （1）电解电容生产厂商很少给出ESR ，但C 与R C 的乘积趋于常数，约为50~80μ*ΩF [3]。
(完整word版)buck-boost变换器的建模与仿真
题目：Vg 1.5VQ135m Ω100uH100uFR5ΩV D0.5V图1 buck-boost 变换器电路图一、开关模型的建模与仿真图2 buck-boost 变换器的开关模型占空比由0.806变化到0.7的电感电流波形占空比由0.806变化到0.7的电容电压波形图3 buck-boost 变换器的开关模型的仿真二、 大信号模型与仿真1、 开关导通时：Vg 1.5VR on35m ΩV-图4 开关导通时的工作状态此时，电感电压和电容电流方程：(t)v (t)v (t)(t)(t)(t)(t)L g on c di L i R dt dv v i C dt R ⎧==-⎪⎪⎨⎪==-⎪⎩2、 开关断开时：100uH100uFVi c+-0.5Vi图5 开关断开时的工作状态此时，电感电压和电容电流方程：(t)v (t)(t)(t)(t)(t)(t)L D c di L V v dt dv v i C i dt R ⎧==--⎪⎪⎨⎪==-⎪⎩3、平均方程电源电压、电感电流、电容电压变化的不大均为低频信号，则(t)(t)g g v v = ；(t)(t)i i =；v(t)v(t)=又因为：(t)v (t)L d i L dt= (t)(t)c d v i Cdt= 则有，电感电压平均方程：()()'v (t)d(t)v (t)(t)+d (t)(t)L g on D i R V v =---电容电流平均方程：''(t)(t)(t)(t)d(t)()d (t)((t))=d (t)(t)c v v v i i i R R R=-+--+ 输入电流平均方程：g (t)d(t)(t)i i =4、大信号模型：()()''g (t)d(t)v (t)(t)+d (t)(t)d (t)(t)=d (t)(t)(t)d(t)(t)g on D d i L i R V v dt v v C i dt R i i ⎧=---⎪⎪⎪-+⎨⎪⎪=⎪⎩由方程可得到三个等效电路：-+-+-+g (t)i v (t)g (t)v D (t)i 'D (t)i d (t)v Cdt(t)d i Ldt'(0.5D )VonDR '(t)D v v (t)g D 图6 buck-boost 变换器的大信号模型的等效电路大信号模型的仿真电路：图7 大信号模型仿真电路图大信号模型的仿真波形：占空比随时间变化的波形电容电压随占空比变化的波形图8 大信号模型仿真波形图三、 小信号模型假设，gv (t)=V +v (t)d(t)=D+d(t)(t)=(t)v(t)=V+v(t)(t)=(t)g g g g g i I i i I i ΛΛΛΛΛ⎧⎪⎪⎪⎪⎨+⎪⎪⎪⎪+⎩ 且各变量的扰动值远小于其稳态值。
buckboost电路参数计算
buckboost电路参数计算
为了计算buck-boost电路的参数，我们需要以下几个参数：
1. 输入电压（Vin）：输入电压是电路的主要参数之一，表示电路供电的电压大小。
2. 输出电压（Vout）：输出电压是电路的另一个重要参数，表示电路输出的电压大小。
3. 电流（I）：电流是流经电路的电子数量，通常以安培（A）为单位。
4. 开关频率（f）：开关频率是指电路中开关元件（如MOSFET）切换的频率，通常以赫兹（Hz）为单位。
5. 工作周期（D）：工作周期是指切换管导通时间的百分比，可以通过开关频率和切换时间来计算。
根据这些参数，可以使用以下公式计算buck-boost电路的一些重要参数：
1. 电感（L）：电感是电路中存储能量的元件，可以通过以下公式计算：
L = (Vin - Vout) * (1 - D) / (2 * f * ΔI)
其中，ΔI是电感电流峰值和电流平均值之差。
2. 电容（C）：电容是电路中存储能量的元件，可以通过以下公式计算：
C = (Vin - Vout) * (1 - D) / (8 * f * ΔV)
其中，ΔV是电容电压峰值和电压平均值之差。
3. 开关元件（如MOSFET）的额定电流和电压：这些参数可以根据开关元件的数据手册或规格来确定，以确保开关元件在工作条件下能够承受相应的电流和电压。
请注意，以上公式仅适用于理想情况下的计算，实际应用中还需要考虑一些非理想因素，如电感和电容元件的内阻、开关元件的导通电阻、温度等。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行参数的精确计算和调整。
buck电路参数计算实例
buck电路参数计算实例Buck电路是一种常见的降压型DC-DC转换器，广泛应用于电源管理系统中。
在设计和计算buck电路时，我们需要考虑各种参数和指标，以确保其正常工作和性能优越。
本文将以一个实际的buck 电路参数计算例子为基础，介绍如何进行参数计算和设计。
1. 输入电压（Vin）和输出电压（Vout）：在这个例子中，我们假设输入电压为12V，输出电压为5V。
这是一个常见的应用场景，如手机充电器或电子设备的电源。
2. 输出电流（Iout）：我们需要根据实际需求确定所需的输出电流。
假设在这个例子中，我们需要一个最大输出电流为2A的buck电路。
3. 电感（L）：电感是buck电路中的重要元件，用于储存和释放能量。
根据设计要求和电路参数，我们可以计算出所需的电感值。
电感值的计算公式为L = (Vin - Vout) * (1 - D) / (f * ΔI)，其中D为占空比，f为开关频率，ΔI为电感电流波动范围。
4. 电容（C）：电容也是buck电路中的重要元件，用于平滑输出电压。
根据设计要求和电路参数，我们可以计算出所需的电容值。
电容值的计算公式为C = ΔI / (8 * f * Vr)，其中ΔI为电感电流波动范围，f为开关频率，Vr为输出电压波动范围。
5. 开关频率（f）：开关频率是buck电路的一个重要参数，它决定了电路的响应速度和效率。
通常，开关频率越高，电路越稳定，但也会增加开关器件的损耗。
在这个例子中，我们假设开关频率为100kHz。
6. 占空比（D）：占空比是buck电路中的一个重要参数，它表示开关管导通时间与周期时间的比值。
占空比的计算公式为D = Vout / Vin。
在这个例子中，我们假设占空比为0.42。
7. 电感电流波动范围（ΔI）：电感电流波动范围是buck电路中的一个重要参数，它表示电感电流的最大和最小值之间的差值。
根据设计要求和电路参数，我们可以计算出所需的电感电流波动范围。
(完整版)BUCK电路
纹波增大，斜率增大
纹波减小，斜率减小
BCM电感电流临界导电模式
CCM电感电流连续导电模式
DCM电感电流断续导电模式
注意 1、若输入输出电压不变，则占空比不变，电流上升和下降时长不变 2、磁芯大小不变，L与线圈匝数N2成正比 3、磁芯大小不变，在不引起磁饱和的情况下，改变L的大小仅影响电流的形态， 不影响电感所能传递的功率大小，要改变功率，必须改变磁芯的规格。
I L _ m ax I L _ avg
I L _ m in
电磁感应定律
UL
n
T
(Uin UO ) TON UO TOFF
UO
Uin
Ton Ton Toff
Uin D
D<1，故为降压
UL
L I T
I U L 电流线性变化
T L
若 输入输出电压、开关频率、 占空比不变，仅改变L大小
测试内容 输出电压
ON 12VDC
示波器探头
GND
示波器夹子 （接地）
结果分析
波形（近似线性，相当于电感电流波形,CCM） 输出电压不等于
电压平均值（6.32V，纹波电压3.6V(57%)）
12x0.96（11.5V） 现在还不是BUCK
提示：R11功耗大，温度较高，小心烫伤，测试时间尽量不要太长。
则 电流的斜率和纹波大小会相应改变
电感电流模式
I U L k T L
若输入输出电压不变，开关频率不变，不限制电流的峰值
I L _ m ax
I L _ avg I L _ m in
电感量L减小
I L _ m ax I L _ avg
I L _ m in
讨论BUCK、BOOST、BUCK
讨论BUCK、BOOST、BUCKBUCKBUCK电路的设计技术指标要求（要求工作于电感电流连续工作模式）：１、输入直流电压：１０～１５V；２、输出直流电压：５V；３、最大输出电流：２A；４、最小输出电流：０．２Ａ；５、输出电压纹波峰峰值：１００ｍＶ；６、开关频率：５０ｋＨｚ。
主电路参数设计目标１、电感参数设计：求得电感量与最大有效值电流、最大峰值电流三个参数。
２、电容参数设计：需得到电容量与额定电压两个参数。
３、开关管选择：需得到额定电流、额定电压两个参数。
４、二极管选择：需得到额定电流、额定电压两个参数。
1、计算占空比２、计算电感参数BUCK变换器电感电流平均值即为输出直流电流，当输出最小电流时，电感电流应至少处于电感电流临界连续才能维持整个工作范围电感电流连续，由电感电流连续条件：buck电路，稳态时，电感电压的平均值为0，电容电流的平均值为0.由电感电流波形图，电感电流的脉动峰峰值为开关管开通时段的电流的增量，也就是开关管断开时段电流的减量。
3、计算电容参数**20kHz以上时，对铝电解电容而言，因为电容有等效串联电阻Resr，会使电容两端产生脉动电压（电压纹波）。
一般电容器的等效串联电阻Resr与其容量的乘积为4、计算MOS管的额定电流、额定电压首先分析一下BUCK电路MOS管和续流二极管电流有效值怎么算在CCM模式下：MOS管的电流有效值为二极管有效值为在DCM模式下：（这儿还没有讨论这种工作状态）MOS管的电流有效值为二极管有效值为其中Mvdc为电压传输比，即用输出电压除以输入电压我们讨论的情况使CCM模式，所以MOS管额定电流一般要求取MOS管最大有效值电流的２～３倍，所以额定电流取3A以上。
MOS管所承受的最大电压等于输入直流电压的最大值，即MOS管的额定电压一般取其所承受的最大电压的1.5~2倍，所以额定电压取25V以上。
5、计算二极管的额定电压、额定电流BOOST二、设计一款BOOST电路，要求工作在电感电流连续状态，其技术指标要求：1、输入直流电压：10V；2、输出直流电压：30V；3、最大输出电流：1A；4、最小输出电流：0.1Ａ；5、输出电压纹波峰峰值：300ｍＶ；6、开关频率：100ｋＨｚ。
(完整版)BUCK和BOOST电路.doc
直流 BUCK 和 BOOST 斩波电路一、 BUCK 电路降压斩波电路(Buck Chopper)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。
负载电压的平均值为：U oton U iton U i aU i tontoff T式中 t on为 V 处于通态的时间， t off为 V 处于断态的时间， T 为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比( α =t on/T) 。
由此可知，输出到负载的电压平均值U O最大为 U i，若减小占空比α，则 U O随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。
工作原理为 :当在 t on状态时，电源为这个电路供电，并对电感和电容充电，负载电压缓慢上升到电源电压。
当 t off状态时，电源电压为断开状态，系统供电依靠电感和电容的储能供电。
所以是一个递减的电压。
所以系统的这个工作流程为，周期性的电源供电方式，而输出的负载的电源大小取决于周期中的占空比。
U GE t off+C E + L 1 +ton tTU iG U DVC1 R Uo Uit DU D- - - U Ot(a) 电路图(b) 波形图（实验结果）图 1 降压斩波电路的原理图及波形二、 BOOST 电路开关管作。
电感Lf Q 也为 PWM 控制方式，但最大占空比Dy 必须限制，不允许在 Dy=1 的状态下工在输入侧，称为升压电感。
Boost 变换器也有 CCM 和 DCM 两种工作方式升压斩波电路(Boost Chopper)U i I 1t on=(U O-U i) I 1t off上式中的工作原理t on t offU iTU o U it off t offT/t off≥ 1,输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。
buck降压电路原件参数
Buck降压电路原件参数1. 引言Buck降压电路是一种常见的直流-直流（DC-DC）转换器，用于将高电压转换为较低电压。
在许多应用中，如电子设备和电源管理系统中，Buck降压电路被广泛使用。
本文将详细介绍Buck降压电路的原件参数及其重要性。
2. Buck降压电路原理Buck降压电路基于开关原理工作，通过周期性地打开和关闭开关来实现输入电源到输出负载的能量转移。
当开关关闭时，输入电源的能量储存在感性元件（如线圈）中，而当开关打开时，该能量通过二极管传递到输出负载上。
3. 原件参数3.1 输入电压（Vin）输入电压是指施加在Buck降压电路上的直流或脉冲信号的幅值。
输入电压的选择应基于所需输出电压和负载条件。
3.2 输出电压（Vout）输出电压是从Buck降压电路提供给负载的稳定直流信号。
输出电压通常比输入电压低，并且可以根据应用需求进行调整。
3.3 输出电流（Iout）输出电流是Buck降压电路提供给负载的稳定直流电流。
输出电流的大小取决于负载的要求和应用需求。
3.4 开关频率（fsw）开关频率是指Buck降压电路中开关周期的频率。
较高的开关频率可以减小感性元件和输出滤波器的尺寸，但也会增加开关损耗。
3.5 占空比（D）占空比是指开关周期中开关打开时间与总周期时间之比。
占空比决定了Buck降压电路输出电压的稳定性和调节范围。
3.6 开关元件Buck降压电路中常用的开关元件包括金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）和双极型晶体管（BJT）。
选择合适的开关元件取决于应用需求、功率要求和成本因素。
3.7 感性元件感性元件在Buck降压电路中起到储能和滤波作用。
常见的感性元件包括线圈（inductor）和变压器。
选择适当的感性元件可以实现有效的能量转换和减小输出纹波。
3.8 输出滤波器输出滤波器用于消除Buck降压电路输出信号中的纹波和噪声。
常见的输出滤波器包括电容器和滤波电感。
3.9 控制电路控制电路用于监测和调节Buck降压电路的输出电压。
BUCK电路
t Imax I0=IL=IDC
C
Imin
C
t
M
t
B C
t
M
t
D C
t
M
t
L=（U0(1-D)）/(I0*K*f)
充电角度考虑电压：
Uon=Uin-U0=L（di/dt）=L（△I/ton）=L（(I0*K)/TD） =L（(I0*K*f)/D）
L=（(Uin-U0)D）/(I0*K*f) 电流:I=1.2Ipk=1.2*1.2*I0
Ipk=I0*(1+K/2)=1.2I0
电 Uoff和Uon不一定相等，为啥呢？
感 Uoff等于-Uout
电 UOn等于Uin-Uout
流
Uoff*toff
= Uon*ton
U0*toff
= (Uin-U0)*ton
U0*(ton+toff) = Uin*ton
U0
= Uin*D
电
选型：D：占空比(D=U0/Uin)，K：纹波率，T：周期
toff
第三种：断续模式
DCM
电 总结：
感 1、斜率与电感的感应电压有关，与电流无关。
电 2、电感的电压与开关的动作相反。
压 3、电感的电压由Vin和Vout决定的。
4、电感上的平均电流等于负载电流。
5、电感的平均电流位于电感电流的几何中心。
电感伏秒法则：
Uoff*toff = Uon*ton (积分法)
电
Uoff(关断时电感两端电压)=U0
流
开关：电压Uin，电流IL*D
二极管：电压Uin,电流IL*(1-D)
电容：电压1.5U0, 电
电感：充电放电效果一样
Buck电路原理分析详解
Buck电路原理分析详解目录一、内容描述 (2)1.1 文档目的和背景 (2)1.2 Buck电路概述及重要性 (4)二、Buck电路基本原理 (5)2.1 开关电源基本原理介绍 (6)2.1.1 开关电源工作特点 (7)2.1.2 开关电源主要组成部分 (8)2.2 Buck电路工作原理分析 (9)2.2.1 输入与输出电压关系 (11)2.2.2 电流路径及波形分析 (11)三、Buck电路组成与关键元件 (12)3.1 主电路组成 (14)3.1.1 输入滤波电路 (15)3.1.2 开关管及其驱动电路 (16)3.1.3 变压器与输出整流滤波电路 (17)3.2 控制电路介绍 (18)3.2.1 PWM控制原理及波形产生 (20)3.2.2 保护功能实现 (21)四、Buck电路工作原理详解 (23)4.1 工作模式分析 (24)4.1.1 稳态工作模式及特点 (26)4.1.2 瞬态响应及恢复过程 (26)4.2 波形分析 (27)4.2.1 关键波形示意图解 (30)4.2.2 波形与性能关系探讨 (31)五、Buck电路性能优化与改进方向 (32)5.1 性能优化措施探讨 (34)5.1.1 提高效率途径分析 (35)5.1.2 减小体积和重量方法论述 (36)5.2 新型技术与应用趋势分析 (37)5.2.1 数字控制在Buck电路中应用前景 (38)5.2.2 智能管理与调节技术应用探讨 (40)六、Buck电路设计实践与案例分析 (41)一、内容描述Buck电路是一种广泛应用于开关电源中的电压转换电路，其核心原理是通过控制开关管（如MOSFET或IGBT）的导通与截止，来实现输入电压的有效降低和输出电压的稳定输出。
在Buck电路中，输入电源的能量通过开关管传递给输出负载，而开关管上的损耗则通过续流二极管进行自然续流，从而确保电路的稳定运行。
本文档将围绕Buck电路的工作原理、主要组成部分、工作过程以及性能特点进行全面深入的分析和详细讲解。
直流开关电源buck型
设计说明书摘要引言一、设计要求及参数1、交流输入：单相220V/50Hz（整流后提供直流电源）2、直流输出：单相40V3、输出功率：1KW（阻性负载）4、输出电压稳定度：≤5%5、主电路设计：Buck斩波电路，阻性负载；主功率管参数计算和选择。
6、控制系统设计：电压闭环控制7、驱动电路设计8、保护功能：⑴ 过流保护：电流截止保护及过流封锁；熔断器保护。
⑴ 缓冲电路设计。
9、电气操作系统设计：⑴ 控制电路与主电路通、断电逻辑互锁；⑴ 连接导线截面积计算机与选择；⑴ 配置必要的电压、电流仪表指示。
二、设计基本原理1、电源设计原理直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图 2.1 所示。
电网供给的交流电压U1(220V,50Hz) 经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压U2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压U3，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压UI。
但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。
在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。
2、整流滤波电路基本原理整流滤波波分采用单相桥式整流电路，使用电容进行滤波，其电路图与波形图如图所示：这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。
在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。
3、降压斩波电路基本原理BUCK电路工作原理图5 BUCK电路图降压斩波电路（Buck Chopper）的原理图如上所示。
该电路使用一个全控器件V，图中为IGBT，也可使用其他器件，若采用晶闸管，需要设置使晶闸管关断的辅助电路。
在图5中，为在V关断时给负载中的电感电流提供通道，设置了续流二极管VD。
斩波电路的典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载，两种情况下负载中均会出现反电动势。
电路的工作波形如下所示：图6 电流连续时波形图由图6中的V 的栅射电压GE U 波形可知，在t=0时刻驱动V 导通，电源E 向负载供电，负载电压0U =E ，负载电流0i 按指数曲线上升。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
标签：BUCK
电源设计之BUCK电路-2
偶是电源方面的菜鸟，继续考虑与分析，希望能够把这部分知识给牢固掌握，并涉及最主要的点，难免有不好错误和遗漏的地方，请各位电源高手不惜指教。
首先把设计需要的信息输入到我们定义参数中，如下图所示：
初步确认占空比和电感电流范围：
这里需要交代的是，我们在设计BUCK电路过程中，在需要确保负载电流范围需要保证负载不进入断续模式，按照示意图所示中，当进入断续模式时，会产生R ing的情况。
继续扩展，连续与断续的分界线为：
采用电路的特征参量去分析，确实简洁，但是并没有体现出输入电压与输出电流之间的关系
特征产量的三个参量为
1.PWM周期
2.电路的主电感量
3.电路输出负载
以上反应的关系实质上是指输出电流与占空比的关系，而输出电压一般是确定的，因此等同于输入电压与输出电流之间的关系，以上的式子并没有清晰的反应出来，以下的推导可直观的表示出来：
可发现，如果电感选择过小，则会导致在设计电流范围内，电路进入了断续模式，而且在正常的电流变化过程中，电路在两种模式中不断变化，存在临界点，这是不能接受的，通过选择电感后，可得到以下图形：
因此我们在选择电感和电容的初步选择，需要满足以下的关系：
电容的计算式子：
电容与电感量是有关系的，因此先选择电感量是关键。
电感和电容都是按照标准值选取的，偶找到TDK和适当的电容后贴上：
电感和电容值都要参考标准值来选取，通过以上的选取后，需要对目前的电路参数进行验证。
电感的确定
负载电流3A,峰值电流为Ipeak为有效电流Irms的2-3倍，
电感可以这样估算，L=(Vin-Vdsat-Vout)*Ton/Ipeak;
Vdsat为PMOSFET的导通压降，Ton为导通时间，可见电感
愈小，峰值电流愈大，同时还要考虑电感磁芯饱(Core Saturation) 电容的取值和你要求的纹波有关Vripple.
BUCK/BOOST电路原理分析
发布: 2011-6-17 | 作者: —— | 来源: 华强电子网用户 | 查看: 344次 | 用户关注：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(PulsewidthmodulatiON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变换器：也称升压式变换器，是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。
开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不允许在Dy=1的状态
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变换器：也称升压式变换器，是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。
开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不允许在Dy=1的状态下工作。
电感Lf在输入侧，称为升压电感。
Boost变换器也有CCM和DCM 两种工作方式
Buck/Boost变换器：也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电压相反。
Buck/Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成，合并了开关管。
Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式，开关管Q也为PWM控制方式。
LDO的特点：
① 非常低的输入输出电压差② 非常小的内部损耗③ 很小的温度漂移④ 很高的输出电压稳定度⑤ 很好的负载和线性调整率⑥ 很宽的工作温度范围⑦ 较宽的输入电压范围⑧ 外围电路非常简单，使用起来极为方便DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。
斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton(通用)，二是频率调制方式，ton 不变，改变Ts（易产生干扰）。
其具体的电路由以下几类：
（1）Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压 U0小于输入电压Ui，极
性相同。
（2）Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压 U0大于输入电压Ui，极性相同。
（3）Buck－Boost电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。
（4）Cuk电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电容传输。
DC-DC分为BUCK、BUOOST、BUCK-BOOST三类DC-DC。
其中BUCK型DC-DC只能降压，降压公式：Vo=Vi*DBOOST型DC-DC只能升压，升压公式：Vo= Vi/(1-D)BUCK-BOOST型DC-DC，即可升压也可降压，公式：Vo=(-Vi)* D/（1-D）D为充电占空比，既MOSFET导通时间。
0< p>
开关性稳压电源的效率很高，但输出纹波电压较高，噪声较大，电压调整率等性能也较差，特别是对模拟电路供电时，将产生较大的影响。
因开关电源工作效率高，一般可达到80％以上，故在其输出电流的选择上，应准确测量或计算用电设备的最大吸收电流，以使被选用的开关电源具有高的性能价格比，通常输出计算公式为： Is=KIf 式中：Is—开关电源的额定输出电流；If—用电设备的最大吸收电流； K—裕量系数，一般取1.5～1.8；电容式开关电源它们能使输入电压升高或降低，也可以用于产生负电压。
其内部的FET开关阵列以一定方式控制快速电容器的充电和放电，从而使输入电压以一定因数(0.5,2或3)倍增或降低，从而得到所需要的输出电压。
这种特别的调制过程可以保证高达80％的效率，而且只需外接陶瓷电容。
由于电路是开关工作的，电荷泵结构也会产生一定的输出纹波和EMI(电磁干扰)首先贮存能量，然后以受控方式释放能量，以获得所需的输出电压。
（本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。
请预览后才下载，期待您的好评与关注！）。