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BUCK电路基本原理及工作方式分析

1.BUCK电路基本拓扑

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(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。

2.基本工作原理

开关管导通,电感激磁,电流线性上升

开关管关断,电感去磁,电流线性下降

Vo=DVin

B

ton:激磁

toff:去磁

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

=恒定

伏秒值平衡:

3.两种工作模式

根据电感上电流是否连续可将其工作分为CCM和DCM。

在重负载电流时

IAVE½IRipple

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

CCM连续电流模式

CCM

DCM

CCM有最小输出负载电流要求

输出负载电流下降

从CCM-DCM

在轻负载电流时

IAVE½IRipple

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动，输出由电容提供,纹波大.

开关频率及输出电压和负载电流相关

DCM不连续电流模式

4.闭环控制思想

1.上图所示的电流电压双闭环的模式；

2.首先满足电压环的控制，使其输出快速达到给定电压，而后通过调整负载满足电流环的控制；

3.当然在电路出现故障时，优先满足电流环，可能会出现电压输出较低的情况。

5.PEU-BUCK电路