Buck電路是如何工作的

時間：2021-11-03 14:43:41

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[導(dǎo)讀]來源|?喝枸杞論電子Buck、Boost、Buck-Boost作為直流開關(guān)電源中應(yīng)用廣泛的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，屬于非隔離的直流變換器。本期內(nèi)容小編將對其中的Buck電路展開詳細(xì)介紹。*Buck基礎(chǔ)拓?fù)潆娐方祲菏剑˙uck）變換器是一種輸出電壓≤輸入電壓的非隔離直流變換器。Buck變換器的主...

Buck、Boost、Buck-Boost作為直流開關(guān)電源中應(yīng)用廣泛的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，屬于非隔離的直流變換器。本期內(nèi)容小編將對其中的Buck電路展開詳細(xì)介紹。

*Buck基礎(chǔ)拓?fù)潆娐?/span>

降壓式（Buck）變換器是一種輸出電壓≤輸入電壓的非隔離直流變換器。Buck變換器的主電路由開關(guān)管Q，二極管D，輸出濾波電感L和輸出濾波電容C構(gòu)成。

可以查看今天第三篇文章，視頻介紹Buck電路的工作原理。

接下來小編將從：1. 開關(guān)整流器基本原理 2. 傳說中的“伏-秒平衡” 3. 同步整流死區(qū)時間三部分詳細(xì)介紹Buck電路的工作原理。讓我們打起精神，擦亮眼睛，深刻體會簡潔而不簡單的Buck電路吧！

Part 1 開關(guān)整流器基本原理

導(dǎo)通時間關(guān)斷時間
在[0,Ton]期間，開關(guān)導(dǎo)通；在[Ton，Ts]期間，Q截止。設(shè)開關(guān)管開關(guān)周期為Ts，則開關(guān)頻率fs=1/Ts。導(dǎo)通時間為Ton，關(guān)斷時間為Toff，則Ts=Ton Toff。設(shè)占空比為D，則D=Ton/Ts。改變占空比D，即改變了導(dǎo)通時間Ton的長短，這種控制方式成為脈沖寬度調(diào)制控制方式（Pulse Width Modulation, PWM）。

Buck電路特征? 輸出電壓≤輸入電壓
? 輸入電流斷續(xù)? 輸出電流連續(xù) ? 需要輸出濾波電感L和輸出濾波電容C
Part 2 傳說中的“伏-秒平衡”
伏秒原則，又稱伏秒平衡，是指開關(guān)電源穩(wěn)定工作狀態(tài)下，加在電感兩端的電壓乘以導(dǎo)通時間等于關(guān)斷時刻電感兩端電壓乘以關(guān)斷時間，或指在穩(wěn)態(tài)工作的開關(guān)電源中電感兩端的正伏秒值等于負(fù)伏秒值。
在一個周期 T 內(nèi)，電感電壓對時間的積分為 0，稱為伏秒平衡原理。正如本文開頭視頻中指出，任何穩(wěn)定拓?fù)渲械碾姼卸际莻鬟f能量而不消耗能量，都會滿足伏秒平衡原理。
Part 3 同步整流死區(qū)時間

同步整流是采用極低導(dǎo)通電阻的的MOSFET來取代二極管以降低損耗的技術(shù)，大大提高了DCDC的效率。
物理特性的極限使二極管的正向電壓難以低于0.3V。對MOSFET來說，可以通過選取導(dǎo)通電阻更小的MOSFET來降低導(dǎo)通損耗。

在開關(guān)電源系統(tǒng)中，死區(qū)時間（Dead Time）是指為了避免兩個晶體管開關(guān)同時導(dǎo)通而引入的屏蔽時間。

連接的兩個晶體管開關(guān)通過交互地閉合和關(guān)斷來決定線圈中電流的增減。為避免兩個晶體管同時導(dǎo)通造成不必要的電流浪涌，即需控制電路在開關(guān)動作引入死區(qū)特性。在死區(qū)時間內(nèi)，需要完成對已導(dǎo)通晶體管的關(guān)斷和另一晶體管的導(dǎo)通。
死區(qū)時間? 設(shè)置必要的死區(qū)時間以防止短路。