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[導(dǎo)讀]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變換器的主電路由開關(guān)管Q,二極...

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電路,簡潔而不簡單Buck電路,簡潔而不簡單*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。

下面,就讓我們先通過一個(gè)短視頻了解Buck電路的工作原理吧!

02:16


看完這個(gè)視頻,有沒有對Buck電路擁有初步了解呢?
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(shí)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


Buck電路,簡潔而不簡單Buck電路,簡潔而不簡單導(dǎo)通時(shí)間Buck電路,簡潔而不簡單關(guān)斷時(shí)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(shí)間為Ton,關(guān)斷時(shí)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(shí)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,簡潔而不簡單Buck電路,簡潔而不簡單Buck電路,簡潔而不簡單Buck電路,簡潔而不簡單
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”Buck電路,簡潔而不簡單Buck電路,簡潔而不簡單
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(shí)間等于關(guān)斷時(shí)刻電感兩端電壓乘以關(guān)斷時(shí)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(gè)周期 T 內(nèi), 電感電壓對時(shí)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(shí)間
Buck電路,簡潔而不簡單
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。
Buck電路,簡潔而不簡單
在開關(guān)電源系統(tǒng)中,死區(qū)時(shí)間(Dead Time)是指為了避免兩個(gè)晶體管開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通而引入的屏蔽時(shí)間。

連接的兩個(gè)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(gè)晶體管同時(shí)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(shí)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。
Buck電路,簡潔而不簡單死區(qū)時(shí)間?? 設(shè)置必要的死區(qū)時(shí)間以防止短路。
???死區(qū)時(shí)間越小,體二極管傳導(dǎo)越少。???死區(qū)時(shí)間越小,損耗越小,效率越高。
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