BUCK電路是一種降壓斬波器，降壓變換器輸出電壓平均值Uo總是小于輸出電壓UD。通常電感中的電流是否連續，取決于開關頻率、濾波電感L和電容C的數值。

什么是 BUCK 電路

BUCK 電路就是一種 DC-DC 轉換器，簡單的講就是通過震蕩電路將一直流電壓轉變為一高頻電源，然后通過脈沖變壓器、整流濾波回路輸出需要的直流電壓，類似于開關電源。

BUCK 電路工作原理

Buck 變換器工作在電感電流連續模式下的工作原理如下： 開關管的導通與關斷受控制電路輸出的驅動脈沖控制。當控制電路脈沖輸出高電平時，開關管導通，續流二極管 D 陽極電壓為零，陰極電壓為電壓電壓 Us，因此反向截止，開關上流過電流 is 流經電感 L 向負載 R 供電； 此時 L 中的電流逐漸上升，在 L 兩端產生左端正右端負的自感電勢阻礙電流上升，L 將電能轉化為磁能存儲起來。經過時間 ton 后， 控制電路脈沖為低電平，開關管關斷，但 L 中的電流不能突變，這時電感 L 兩端產生右端正左端負的自感電勢阻礙電流下降，從而使 D 正向偏置導通，于是 L 中的電流經 D 構成回路，電流值 逐漸下降，L 中儲存的磁能轉化為電能釋放出來供給負載 R。經過時間 toff 后，控制電路脈沖又使開關管導通，重復上述過程。濾 波電容 C 的作用是為了降低輸出電壓 Uo 的脈動。續流二極管 D 是必不可少的元件，若無此二極管，電路不僅不能正常工作，而且在開關管由導通變為關斷時，L 兩端將產生很高的自感電勢從而損壞開關管。

BUCK 電路圖

等效的電路模型及基本規律

(1)從電路可以看出，電感 L 和電容 C 組成低通濾波器，此濾 波器設計 的原則是使 us(t)的直流分量可以通過，而抑制 us(t) 的諧波分量通過；電容上輸出電壓 uo(t)就是 us(t) 的直流分量再附加微小紋波 uripple(t) 。

(2)電路工作頻率很高，一個開關周期內電容充 放電引起的紋波 uripple(t) 很小，相對于電容上輸出的直流電壓 Uo 有：電容上電壓宏觀上可以看作恒定。 電路穩態工作時，輸出電容上電壓由微小的紋波和較大的直流分量組成，宏觀上可以看作是恒定直流，這就是開關電路穩態分析中的小紋波近似原理。

(3)一個周期內電容充電電荷高于放電電荷時，電容電壓升 高，導致后面周期內充電電荷減小、放電電荷增加，使電容電壓上升速度減慢，這種過程的延續直至達到充放電平衡，此時電壓維持不變；反之，如果一個周期內放 電電荷高于充電電荷，將導致后面周期內充電電荷增加、放電電荷減小，使電容電壓下降速度減慢，這種過程的延續直至達到充放電平衡，最終維持電壓不變。這種過程是電容上電壓調整的過渡過程，在電路穩態工作時，電路達到穩定平衡，電容上充放電也達到平衡，這是電路穩態工作時的一個普遍規律。

(4)開關 S 置于 1 位時，電感電流增加，電感儲能；而當開關 S 置于 2 位時，電感電流減小，電感釋能。

總結

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