降壓轉(zhuǎn)換器的buck電路分析

MP1584美國芯源半導體生產(chǎn)的step-down converter 降壓轉(zhuǎn)換器。其核心是buck轉(zhuǎn)換!

下面是對BUCK電路進行分析。

buck電路也屬于開關(guān)電源。通過在MOS管Q上加上開關(guān)信號PWM，控制開關(guān)管的導通與關(guān)斷，是電感和電容充放電，這里采用的二極管是肖特基二極管，其特點是快速恢復。相對于普通的二極管，普通的二極管會因為開關(guān)頻率高產(chǎn)生漏電發(fā)熱大而被燒毀。

科普一下，在開關(guān)電源中，單管DC/DC轉(zhuǎn)換器共有六種，即降壓式(Buck)DC/DC轉(zhuǎn)換器 ，升壓式(Boost)DC/DC轉(zhuǎn)換器、升壓降壓式(Buck Boost)DC/DC轉(zhuǎn)換器、Cuk DC/DC轉(zhuǎn)換器、Zeta DC/DC轉(zhuǎn)換器和SEPIC DC/DC轉(zhuǎn)換器。在這六種 單管DC/DC轉(zhuǎn)換器中，Buck和Boost式DC/DC轉(zhuǎn)換器是基本的，Buck-Boost、Cuk、Zeta、SEPIC式DC/DC轉(zhuǎn)換器是從中派生出來的。

伏秒原則：處于穩(wěn)定狀態(tài)的電感，開關(guān)導通時間(電流上升段)的伏秒數(shù)須與開關(guān)關(guān)斷(電流下降段)時的伏秒數(shù)在數(shù)值上相等，盡管兩者符號相反。

公式：ΔVon ·Ton = ΔVoff ·Toff

所以我們可以退出buck電路：

(Vin-Vo)*DT=Vo*(1-D)T

Vo=Vin *D

D是占空比，這里表達的就是電感充電電壓(Vin-Vo)和充電時間的乘積等于電感放電的電壓(Vo)乘以放電的時間。

所以通過控制占空比就可以實現(xiàn)降壓的目的。

從另外一個角度分析，電感和電容組成了低通濾波器，使輸出電壓盡可能的是直流分量，電感不斷的續(xù)流，保證電流的連續(xù)，電容保證輸出電壓的穩(wěn)定!

MP1584的典型應(yīng)用電路圖，在平板設(shè)備上用過。

輸入電壓范圍是4.5-28V輸出最大電流3A。

可配置輸出1.8V，3V，5V等的典型電壓。在上圖中D1，L1，C2組成了典型的buck回爐，可以看出D1的電路符號是肖特基二極管。