BUCK电路的工作原理

由于实际上BUCK电路工作在闭环状态，因此实际控制开关管导通和关闭的信号是由BUCK电路自身反馈形成的，而非外界给定，故需要对BUCK电路添加反馈。

实际BUCK电路如图，采用电压反馈的形式，整个反馈回路包括电压采样、单极点-零点补偿、脉宽调制三个部分，反馈网络和电压采样都是以二级运放为基础的电路，脉宽调制为比较器。

工作原理为，电压采样输出的信号，传入反馈网络中，反馈网路另一端输入为参考电压VREF，反馈网络检测采样与VREF是否相等，若VREF大于采样信号，则反馈网路输出VF抬高，脉宽调制为比较器，一端输入为三角波，另一端为VF，当VF升高时，脉宽调制输出的占空比显然升高，D增大，由公式VO/VIN=D，VO升高，采样电压升高，直到采样电压=VREF，电路进入稳定状态。

显然，在实现功能的同时需要考虑，环路是否稳定，因此需要对环路进行建模。

图中给出了buck电路和PWM电路传输函数，ESR为电容上的串联电阻。

则不包括反馈网络下，整个回路的传输函数H=H1*H2。

BUCK电路各参数如上，则可以近似计算出传输函数的零极点，其中20lgVin=20lg5是传输函数的直流增益。

大致画出补偿前的传输函数幅频和相频曲线其中幅频曲线与0交点为穿越频率，为保证穿越频率稳定，需要将其补偿到1/10开关频率的位置，显然补偿前不在1/10开关频率处。

为补偿H，选用单零点-极点补偿网络，他能为整个反馈回路提供一个额外零极点，从而修正H。

一般取补偿网络极点fp=1/2开关频率，零点为原先H中极点fp0的0.75倍。

补偿网络中各个参数计算公式在上述给出，补偿完成后电路可以稳定。

对电路仿真，可以看到输出电压最终稳定在3V，且其他信号波形也与分析的一致。

电路启动时，输出电压为0，电压采样小于参考电压，故反馈网络输出拉高(蓝色的波形)，导致比较器输出持续为0，将PMOS长时间开启，对输出VO长期充电，VO电压不断上升，采样电压超过了VREF，故反馈网络输出拉低(蓝色的波形)，导致比较器输出为1，NMOS打开，输出开始放电，VO下降，如此反复逐渐达到稳定值。因此该电路只要提供电源电压、地、参考电压VREF，就可以得到任意小于VDD的稳定电压。而如果反馈网络设计的不到位，将导致电路持续振荡，无法达到稳态。