Buck电路基本介绍

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Buck电路基本介绍。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

文章基本内容:
1.Buck电路的拓扑结构、工作原理;
2.(输入、输出)电容取值、电感感量的计算;
3.Buck各处电压、电流的波形;
4.实际电路应用举例。

1.Buck电路的拓扑结构、工作原理:

Buck电路是DC→DC的降压电路。可初略分为异步buck和同步buck电路。还可分为:CCM(电感电流连续工作模式),DCM(电感电流不连续工作模式),BCM(电感电流连续工作模式,周期结束时电感电流刚好降为0),看电感电流是否连续,可以从每个周期的电感电流是否从0开始判断。
先讲异步buck电路。基本拓扑结构时这样的:
Buck电路基本介绍
**mos管相当于开关。**开关不局限于mos管,还可以是三极管、单刀双掷开关等。
下面分开关闭合与断开,两种情况进行讨论。

  • 开关闭合时,二极管不导通,电感左侧为Vi,右侧为Vo,左边电压高于右边电压时,即实现降压,电感两端电压为Vi-Vo。由电容两端电压与电流的关系,有Vi-Vo=L*(di/dt),因为Vi-Vo恒定,则电流i呈线性增大变化,电流从左端流到右端。电感中的电流在线性增大的同时会发生自感,自感反过来会阻碍电流的变化,这时电感就将电能转化为磁能存储起来了。
    Buck电路基本介绍
  • 开关断开时,电感的电流不发生突变,从左端流向右端;电压反向,左侧为低电势,右侧为高电势,同时,电感之前存储的磁能就转化为电能释放给负载R。二极管于是导通,若假设二极管的导通管压降为Vd,则电感左侧电压为-Vd,,左侧与右侧的电压差为-Vd-Vo,再由-Vd-Vo=L*(di/dt)可知,此时流过电感的电流为线性减小。
    Buck电路基本介绍

2.公式计算

  • 占空比D:
    开关闭合时,有Vi-Vo=L*(di/dt);开关断开时,有-Vd-Vo=L*(di/dt)。如果是在CCM的工作模式(此模式下,电感比较大)下,则可作出电感电流随时间的变化图像。
    Buck电路基本介绍
    如果是在DCM的工作模式下,电感比较小,负载比较大,或者周期T比较长,电感电流已经降为0了,而新的周期还没有开始。所以每个新的周期电感电流都是从0开始线性增大的。
    若整个电路稳定,则Vo输出值稳定,其负载电流稳定。那么,一个周期内电感电流 的增加量和减小量应当一样,否则将会影响Vo输出值和负载电流值。
    (不考虑电流方向,单纯比较数值时)电流的变化速率与电压成正比。上图中的斜率的绝对值代表的就是电流的变化速率,与横坐标变化值(△t)成反比,则可知:
    (Vi-Vo)/(Vd+Vo)=Toff/Ton
    (即,伏秒法则!)变化一下。
    Buck电路基本介绍
    (借用一下别人的图片)
    Buck电路基本介绍
    但实际这种求D可能麻烦了一点,利用U=L*(△i/△t),可以列出Ton时,上升的电流,Toff时下降的电流。为了保持稳定,两者应当相等,也可求出D的表达式。
    如果是同步buck,则是将拓扑结构图中的二极管换成了mos管,那么Vd可以近似为0,代入上面公为:
    Buck电路基本介绍
  • 电感感量
    电感选型需要考虑:电感感量和电感电流。
    **电感感量又决定了电感纹波电流的大小。我们知道U=L(△i/△t),则△i/△t=U/L=电路变化斜率的绝对值。在输入输出电压恒定时,斜率的绝对值与电感量成反比。
    Buck电路基本介绍
    电感电流包括两部分:平均电流IL和纹波电流△IL。
    首先看平均电流:输出电压Vo基本不变,负载电流基本不变,等于Vo/R。其因为输出滤波电容两端的电压基本没变化,所以电容的平均电流也为0。由电感右端节点的KCL可得,电感的平均电流等于负载的平均电流。即IL=Vo/R。
    再看电感的纹波电流△IL,(就是上面那个三角波的图!它的含义就是 电感电流随时间的变化图像啊)
    Buck电路基本介绍
    用开关闭合时来算,由于一个周期时间很短,△t可以和dt等价。电感两端电压是Vi-Vo。则有Vi-Vo=L
    (△IL/Ton),公式带入有:
    Buck电路基本介绍
    根据上面三角波的图,可以知道电感的峰值电流为,电感的平均电流+纹波电流的一半。具体是:
    Buck电路基本介绍
    电感选型时,需要满足:△IL=(0.2~0.4)*IL。则有:
    Buck电路基本介绍
    根据这个范围,就可以求电感的范围了。

3.举例

以MPS公司的MP2388芯片为例。
内部结构为:
Buck电路基本介绍
外部连接的一个例子是:
Buck电路基本介绍

从上面两个图,可以发现SW端接了上管和下管。上管的作用就是上文中提到的开关。而下管类似于上文中的二极管。这是一个同步的buck电路。观察SW外侧的连接,可以明显看出buck电路。其中BST和SW之间有一个自举电容,具有重要作用。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-423455.html

到了这里,关于Buck电路基本介绍的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • BUCK电路分析(二)

    ​ 在上片文章中,初步的分析了BUCK电路的工作原理。本章使用PSIM软件仿真BUCK电路,观察分析BUCK电路器件关键波形。图1是同步BUCK电路图,开关频率设置为200K ,固定占空比。在仿真一段时间、电路工作稳定之后,观察分析波形。 图1 同步BUCK电路 图2 PWM波形 ​ 如图2所示,

    2024年01月16日
    浏览(38)
  • 分立式BUCK电路原理与制作持续更新

    目录 一、分立式BUCK电路总体原理图  二、BUCK电路与LDO的区别 三、BUCK电路为什么要加电感 四、BUCK电路要加续流二极管 五、BUCK电路导通与断开的回路 六、电源公式的中的几个表示方式 1、输入功率用Pin表示 2、输出功率用Po表示 3、电源的效率公式:电源的效率就等于Po/Pin,

    2024年02月13日
    浏览(44)
  • BUCK BOOST以及Charge Pump电路原理

    下文为个人总结三种常见的开关电源,如有疑问欢迎评论区讨论 当开关管Q1驱动为高电平时,开关管导通,储能电感L1被充磁,流经电感的电流线性增加,同时给电容C1充电,给负载R1提供能量 当开关管Q1驱动为低电平时,开关管关断,储能电感L1通过续流二极管放电,电感电

    2023年04月10日
    浏览(38)
  • BUCK电路原理及PCB布局与布线注意事项

    Buck架构: 当开关闭合的时候: 当开关断开的时候: 根据伏秒平衡定理可得: (Vin-Vout)*DT=Vout(1-D)T===Vin/Vout=D1 在实际DCDC应用中: 当Q1闭合的时候,在图1-a中,红线示出了当开关元件Q1导通时转换器中的主电流流动。CBYPASS是高频的去耦电容器,CIN是电容器大电容。在开关元件

    2024年02月07日
    浏览(38)
  • Buck电路输入电容计算方法详解,再也不用死记硬背!

         在进行DCDC设计的时候,我们根据芯片手册看到的输入电容选择如下图所示,那么到底都是怎么来的呢?                                 Buck 电路中 输入电容纹波电流的有效值计算公式 推导过程如下:     根据上图可以得到如下公式:    根据BUCK电路占空比公式:

    2024年01月21日
    浏览(46)
  • 基于STM32控制的数字BUCK电路及程序编写

    本文芯片采用STM32G474CBT6,采用STM32cubeMX进行程序生成。 BUCK电路拓扑结构:  如图所示,BUCK变换器主要由电源VDC、场效应管MOSFET、续流二极管VD、电感L以及滤波电容C和负载RES组成。当MOSFET开通时,电流通过MOSFET给电感L储能,同时给负载供电;当MOSFET关闭时,电感L释放能量,

    2024年01月17日
    浏览(40)
  • 最简单的buck-boost-升压降压电路原理解析

    buck-boost-升压降压电路 在开关电源电路中,buck 降压和 boost 的升压都是常用的基本电路。不过它们的功能单一,一个电路只能达到一个目的。那有没有可能把它们合在一起,就会得到既能升压又能降压的电路呢? 于是我们将这两个电路串联移除掉多余的电容和电感,得到这个

    2024年01月18日
    浏览(50)
  • BUCK电路-TL494方案 持续更新大概2周更新完成

    目录 一、电磁感应现象 这个现象是如何产生的 磁生电的变换的条件 二、电感的伏安特性 计算磁场大小可以用上面这个公式 磁感应强度B来表示 u0是真空磁导率 N是线圈的匝数 I是通过这个线圈的的电流大小 电生磁的过程就是由I来生成这个B 可以加入磁芯提高磁感应强度 u磁

    2024年02月11日
    浏览(35)
  • simulink与modelsim联合仿真buck闭环设计 主电路用simulink搭建,控制电路完全有verilog语言实现

    simulink与modelsim联合仿真buck闭环设计  主电路用simulink搭建,控制电路完全有verilog语言实现(包括DPWM,PI补偿器) 适用于验证基于fpga的电力电子变换器控制,由于控制回路完全由verilog语言编写,因此仿真验证通过,可直接下载进fpga板子,极大缩短了开发数字电源的研发周期。

    2024年01月16日
    浏览(41)
  • DC/DC:闭环控制的降压(Buck)变换电路原理设计及实验仿真

    在各种电力电子装置电源应用中或多或少地存在直流电源变换器,为保证直流输出电压值恒定在负载需要地电压范围内,一般需要设置自动调整单元,以保证在输入电压或者负载发生变换时,其输出电压能快速调整到规定的设定值。 降压(Buck)变换电路原理图如图所示 主电路

    2024年02月12日
    浏览(54)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包