Buck电路—简洁而不简单

时间：2021-10-20 16:33:09

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[导读]Buck、Boost、Buck-Boost作为直流开关电源中应用广泛的拓扑结构，属于非隔离的直流变换器。本期内容小编将对其中的Buck电路展开详细介绍。*Buck基础拓扑电路降压式（Buck）变换器是一种输出电压≤输入电压的非隔离直流变换器。Buck变换器的主电路由开关管Q，二极...

ckpoKy1gbY3M1uqQUFjGFn9VVicUCmkX4WCrFjIGHjUQ0vW8gPLaDOr7G0zNDmx4iaJMtKq0A/0?wx_fmt=png" data-nickname="玩转嵌入式" data-alias="micropoint8" data-signature="专注于单片机、ARM、嵌入式等硬件、软件设计经验的分享，并提供一定的技术支持。我已加入“维权骑士”（rightknights.com）的版权保护计划" data-from="0">Buck、Boost、Buck-Boost作为直流开关电源中应用广泛的拓扑结构，属于非隔离的直流变换器。本期内容小编将对其中的Buck电路展开详细介绍。

*Buck基础拓扑电路

降压式（Buck）变换器是一种输出电压≤输入电压的非隔离直流变换器。Buck变换器的主电路由开关管Q，二极管D，输出滤波电感L和输出滤波电容C构成。

接下来将从：1. 开关整流器基本原理 2. 传说中的“伏-秒平衡” 3. 同步整流死区时间等三部分详细介绍Buck电路的工作原理。

让我们打起精神，擦亮眼睛，深刻体会简洁而不简单的Buck电路吧！

Part 1 开关整流器基本原理

导通时间

关断时间

在[0,Ton]期间，开关导通；在[Ton，Ts]期间，Q截止。设开关管开关周期为Ts，则开关频率fs=1/Ts。导通时间为Ton，关断时间为Toff，则Ts=Ton Toff。设占空比为D，则D=Ton/Ts。改变占空比D，即改变了导通时间Ton的长短，这种控制方式成为脉冲宽度调制控制方式（Pulse Width Modulation, PWM）。

Buck电路特征

• 输出电压≤输入电压

• 输入电流断续

• 输出电流连续

• 需要输出滤波电感L和输出滤波电容C

Part 2 传说中的“伏-秒平衡”

伏秒原则，又称伏秒平衡，是指开关电源稳定工作状态下，加在电感两端的电压乘以导通时间等于关断时刻电感两端电压乘以关断时间，或指在稳态工作的开关电源中电感两端的正伏秒值等于负伏秒值。

在一个周期 T 内，电感电压对时间的积分为 0，称为伏秒平衡原理。正如本文开头视频中指出，任何稳定拓扑中的电感都是传递能量而不消耗能量，都会满足伏秒平衡原理。

Part 3 同步整流死区时间

同步整流是采用极低导通电阻的的MOSFET来取代二极管以降低损耗的技术，大大提高了DCDC的效率。

物理特性的极限使二极管的正向电压难以低于0.3V。对MOSFET来说，可以通过选取导通电阻更小的MOSFET来降低导通损耗。

在开关电源系统中，死区时间（Dead Time）是指为了避免两个晶体管开关同时导通而引入的屏蔽时间。