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标签 > buck电路

buck电路

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这里的buck电路主要以Buck变换器来表示,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。Buck变换器也有CCM和DCM两种工作方式。

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buck电路简介

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。Buck变换器也有CCM和DCM两种工作方式。

  2.Buck电路原理—特点

  Buck电路特点:

  效率高,可靠性好;

  工作效率高,使电路中电压/电流波形的快瞬变化,产生电磁辐射干扰;

  元件布局和PCB布线难度较大;

  输出电压纹波比较大;

  电路复杂,成本高。

buck电路百科

  基本结构 左下:开关导通时等效电路;右下:开关关断时等效电路

  基本结构

  降压式变换电路(Buck电路)详解等效的电路模型及基本规律(1)从电路可以看出,电感L和电容C组成低通滤波器,此滤 波器设计 的原则是使 us(t)的直流分量可以通过,而抑制 us(t) 的谐波分量通过;电容上输出电压 uo(t)就是 us(t) 的直流分量再附加微小纹波uripple(t) 。(2)电路工作频率很高,一个开关周期内电容充 放电引起的纹波uripple(t) 很小,相对于电容上输出的直流电压Uo有:电容上电压宏观上可以看作恒定。 电路稳态工作时,输出电容上电压由微小的纹波和较大的直流分量组成,宏观上可以看作是恒定直流,这就是开关电路稳态分析中的小纹波近似原理。(3)一个周期内电容充电电荷高于放电电荷时,电容电压升 高,导致后面周期内充电电荷减小、放电电荷增加,使电容电压上升速度减慢,这种过程的延续直至达到充放电平衡,此时电压维持不变;反之,如果一个周期内放 电电荷高于充电电荷,将导致后面周期内充电电荷增加、放电电荷减小,使电容电压下降速度减慢,这种过程的延续直至达到充放电平衡,最终维持电压不变。这种过程是电容上电压调整的过渡过程,在电路稳态工作时,电路达到稳定平衡,电容上充放电也达到平衡,这是电路稳态工作时的一个普遍规律。(4)开关S置于1位时,电感电流增加,电感储能;而当开关S置于2位时,电感电流减小,电感释能。假定电流增加量大于电流减小量,则一个开关周期内电感上磁链增量为:此增量将产生一个平均感应电势:此电势将减小电感电流的上升速度并同时降低电感电流的下降速度,最终将导致一个周期内电感电流平均增量为零;一个开关周期内电感上磁链增量小于零的状况也一样。这种在稳态状况下一个周期内电感电流平均增量(磁链平均增量)为零的现象称为:电感伏秒平衡。这也是电力电子电路稳态运行时的又一个普遍规律。

  Buck电路原理

  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。Buck变换器也有CCM和DCM两种工作方式。

  

  2.Buck电路原理—特点

  Buck电路特点:

  效率高,可靠性好;

  工作效率高,使电路中电压/电流波形的快瞬变化,产生电磁辐射干扰;

  元件布局和PCB布线难度较大;

  输出电压纹波比较大;

  电路复杂,成本高。

  

  3.Buck电路原理

  如下图所示,为buck电路的工作原理图。

  

  从电路可以看出,电感L和电容C组成低通滤波器,此滤 波器设计 的原则是使 us(t)的直流分量可以通过,而抑制 us(t) 的谐波分量通过;电容上输出电压 uo(t)就是 us(t) 的直流分量再附加微小纹波uripple(t) 。

  当sw1闭合、sw2断开时,电源Vin给电感充电,并同时向负载供电,此时电感上的电流增大;

  

  当sw1断开、sw2闭合时,由电感来维持输出电流,电感处于放电过程;

  

  若在频率比较大的情况下,输出电流可看作两个阶段:即线性上升和线性下降两个阶段。

  

  由上可知,电感电流又直流和纹波电流两部分组成;在CCM模式,电感电流随负载电流变化,但纹波分量不变,由此可以看出负载变化时占空比不变。

  当负载减小到使电感电流从零开始时,此为CCM与DCM转换的临界状态。进一步减小输出负载,此时不需要很大的电感电流维持输出功率,电感开始减小,占空比也减小,而电感也在开关管下次导通之前电流降为零。电路进入DCM模式,在此模式下,占空比随着负载变化而变化。

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