最简单的dc-dc电路图 什么是buck电路

在开关稳压电源中,直流变换器中的功率晶体管工作在开关状态 。目前开关电源的工作频率在几百 kHz,甚至已到了 MHz 量级 。下图是 DC-DC 开关电源变换器的原理图:

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开关电源有很多种,这里介绍最传统的脉宽调制(PWM)技术,具体介绍绍 Buck,Boost, Buck-Boost, Cuk 这几种 DC-DC 变换的原理 。PWM 是一种功率控制方式,不同占空比的脉冲具有不同的直流分量,所以负载变化时,根据调整输出脉冲的占空比达到稳定的输出电压的目的 。脉宽调制易于实现,因为驱动脉冲具有固定的频率,与负载特性无关,因而应用最为广泛 。这里先从buck电路原理开始介绍,因为 Buck 是最基础的,buck 的意思就是降压,又叫 step-down 。
Buck 变换器由电压源、串联开关和电流负载组成,也称它为串联开关变换器,下面是它的基本拓扑形式 。
【最简单的dc-dc电路图 什么是buck电路】
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Buck 是一种降压变换器,其晶体管开关电路如下图 。其中 Q 代替上图的 S 开关作为开关信号 。L 为储能电感,C 为滤波电容用于平滑输出,D 为续流二极管,R 为负载电阻 。

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ton 为晶体管的导通时间,在此时间段,L 内的电流逐渐增加,当导通结束后,进入晶体管截至时间段 toff,这时候由于 L 内的电流到达最大的 Ilmax,电感中的电流不能突变,所以继续有电流流过,二极管 D 充当续流元件 。当截止时间结束后,电感中的电流到达最小值 Ilmin,重新进入 ton 阶段,开始新的周期 。Buck 模式记的时候有个小技巧,就是电感是接在输出端的,等后面有介绍了其他电路的时候,在做更多的介绍 。
在 ton 模式下,工作如下图所示,可以看到 D 是不工作的,Vi 经过 Q,L 到达负载 R 。

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在 tof 模式的时候,Q 是截止状态,其工作模式如下,电流流动如蓝线所示 。

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在开关电源中,波形有两种模式,一种是连续模式一种是非连续模式,也就是通常所说的 CCM 和 DCM 模式 。下图给出了两种电流波形,其中 il 就是流过电感的电流 。

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在 Buck 变换器开关与负载之间插入隔离变压器,这种隔离型的 Buck 变换器叫做单端正激变压器,也就是通常所示的正激式开关电源电路 。

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分析可知,滤波电感 L 在开关管关断期间,通过续流二极管为负载提供电流,把存储在电感中的能量释放出去 。D3 的作用是钳位,其功能是完成磁芯的复位 。当开关管关断时,能量通过 D3 泄放到电源端,保证磁心的磁通回到零 。

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