Buck电路仿真分析

图1所示的Buck仿真电路。其中，输入电压Vin=24V，输出滤波电感L=100uH，输出滤波电容Co=100uF，负载电阻Ro=1.2Ω，开关频率fs=50kHz，驱动脉冲占空比D=0.5。

图1 Buck仿真电路

对电路进行仿真，得到图2所示输出电压Vo和输出电流Io的仿真波形，该电路设计的输出电压为12V，输出电流为10A，即功率为120W。

图2 Buck电路电压电流波形

输入MOS流过电流波形如下图3所示，当MOS开通时电流Iin给负载供电；

图3 输入电流Iin波形

流过二极管D的电流Id波形如下图4所示，当MOS关断时，二极管D中流过电流；

图4 流过二极管D电流Id波形

流过电感L电流IL波形如下图5所示，当开关开通时，电感电流线性增加，当开关关断时，流过电感电流线性减小；

图5 流过电感电流IL波形

输出电容上纹波电压如图6所示；

图6 输出纹波电压

综上分析可知，在开关闭合期间，电流流经回路：Vin—S—L—Ro(Co)，此阶段直流源给电感储能，同时给负载Ro供电，电感电流IL线性上升；开关断开期间，电流流经回路：L—Ro(Co)—D，此阶段输入直流源开路，IL通过二极管D续流，电感给负载Ro供电，IL线性下降。此时，输出电压Vo=D*Vin=12V，输出电流IR=10A，输出功率Po=120W。