BUCK电路的工作原理

首先给出buck变换器的原理图

图一是buck浮地驱动

图二是BUCK对地驱动电路

上面两张图片是两种最常用的BUCK电路，此电路由开关管SW（多为mos管或双极型功率晶体管或新型的碳化硅、氮化镓），电感L，续流二极管D（多为快恢复二极管，肖特基二极管或者是新型的碳化硅二极管），三个最基本的元器件构成。为了防止自激震荡，会在输入端也加个滤波电容，输出端电容一般都为体积较大的电解电容，偶尔也会用到坦电容。

图三所示是开关管驱动波形，电感两端电压波形，电感电流波形

下面讲述一下BUCK电路工作原理

 

1、当开关管开通时，电感储能，左正右负，电流持续上升，在关闭前达到最大值，同时给输出电容充电，并为负载供电，此时二极管承受反压而截止。

电感两端电压为Uin-Uo，电感两端电流为IL=ILmin+（Uin- Uo）/L*Ton。

 

2、当开关管断开时，电感电流不能发生突变，电感开始释放能量，电感两端电压左负右正，给输出电容和负载继续供电，二极管D导通，开始为电感续流。

电感两端电压为-Uo，电感电流IL=ILpk-Uo/L*Toff

结合开关管开通关断两个过程，利用电感伏秒平衡（开关管开通时电感两端电压乘开通时间等于开关管关断时电感两端电压乘关断时间）Uon*Ton=Uoff*Toff，即（Uin-Uo）*Ton=Uo*Toff，化简得Uo=Uin*D（D=Ton/T），D小于1，由化简结果可得此拓扑结构为降压电路。