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BUCK

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升压和降压电路，就是指电力电子设计当中常说的BUCK/BOOST电路。这两种电路经常一起出现在电路设计当中，BUCK电路指输出小于电压的单管不隔离直流变换，BOOST指输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换。

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BUCK简介

这里指的BUCK是表示BUCK电路，升压和降压电路，就是指电力电子设计当中常说的BUCK/BOOST电路。这两种电路经常一起出现在电路设计当中，BUCK电路指输出小于电压的单管不隔离直流变换，BOOST指输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换。本章详细介绍了buck电路工作原理，buck电路参数计算公式，buck电路原理图等内容。

BUCK百科

基本结构

降压式变换电路（Buck电路）详解
BUCK5
等效的电路模型及基本规律（1）从电路可以看出，电感L和电容C组成低通滤波器，此滤波器设计的原则是使 us（t）的直流分量可以通过，而抑制 us（t）的谐波分量通过；电容上输出电压 uo（t）就是 us（t）的直流分量再附加微小纹波uripple（t）。（2）电路工作频率很高，一个开关周期内电容充放电引起的纹波uripple（t）很小，相对于电容上输出的直流电压Uo有：电容上电压宏观上可以看作恒定。电路稳态工作时，输出电容上电压由微小的纹波和较大的直流分量组成，宏观上可以看作是恒定直流，这就是开关电路稳态分析中的小纹波近似原理。（3）一个周期内电容充电电荷高于放电电荷时，电容电压升高，导致后面周期内充电电荷减

小、放电电荷增加，使电容电压上升速度减慢，这种过程的延续直至达到充放电平衡，此时电压维持不变；反之，如果一个周期内放电电荷高于充电电荷，将导致后面周期内充电电荷增加、放电电荷减小，使电容电压下降速度减慢，这种过程的延续直至达到充放电平衡，最终维持电压不变。这种过程是电容上电压调整的过渡过程，在电路稳态工作时，电路达到稳定平衡，电容上充放电也达到平衡，这是电路稳态工作时的一个普遍规律。（4）开关S置于1位时，电感电流增加，电感储能；而当开关S置于2位时，电感电流减小，电感释能。假定电流增加量大于电流减小量，则一个开关周期内电感上磁链增量为：
此增量将产生一个平均感应电势

此电势将减小电感电流的上升速度并同时降低电感电流的下降速度，最终将导致一个周期内电感电流平均增量为零；一个开关周期内电感上磁链增量小于零的状况也一样。这种在稳态状况下一个周期内电感电流平均增量（磁链平均增量）为零的现象称为：电感伏秒平衡。这也是电力电子电路稳态运行时的又一个普遍规律。

简洁而不简单 BUCK\BOOST 原理讲解

首先让我们从BUCK变换器的概念开始讲起，Buck变换器也称降压式变换器，是一种输出电压小于输进电压的单管不隔离直流变换器。

图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM（Pulse width modulatiON脉宽调制）信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。

开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不答应在Dy=1的状态下工作。电感Lf在输进侧，称为升压电感。Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式。

Buck/Boost变换器：也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输进电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输进电压相反。Buck/Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成，合并了开关管。

Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式，开关管Q也为PWM控制方式。

LDO的特点：

① 非常低的输进输出电压差② 非常小的内部损耗③ 很小的温度漂移④ 很高的输出电压稳定度⑤ 很好的负载和线性调整率⑥ 很宽的工作温度范围⑦ 较宽的输进电压范围⑧ 外围电路非常简单，使用起来极为方便DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton（通用），二是频率调制方式，ton不变，改变Ts（易产生干扰）。其具体的电路由以下几类：

（1）Buck电路——降压斩波器，其输出均匀电压 U0小于输进电压Ui，极性相同。

（2）Boost电路——升压斩波器，其输出均匀电压 U0大于输进电压Ui，极性相同。

（3）Buck-Boost电路——降压或升压斩波器，其输出均匀电压U0大于或小于输进电压Ui，极性相反，电感传输。

（4）Cuk电路——降压或升压斩波器，其输出均匀电压U0大于或小于输进电压Ui，极性相反，电容传输。

DC-DC分为BUCK、BUOOST、BUCK-BOOST三类DC-DC。其中BUCK型DC-DC只能降压，降压公式：Vo=Vi*DBOOST型DC-DC只能升压，升压公式：Vo= Vi/（1-D）BUCK-BOOST型DC-DC，即可升压也可降压，公式：Vo=（-Vi）* D/（1-D）D为充电占空比，既MOSFET导通时间。0

开关性稳压电源的效率很高，但输出纹波电压较高，噪声较大，电压调整率等性能也较差，特别是对模拟电路供电时，将产生较大的影响。

因开关电源工作效率高，一般可达到80%以上，故在其输出电流的选择上，应正确丈量或计算用电设备的最大吸收电流，以使被选用的开关电源具有高的性能价格比，通常输出计算公式为： Is=KIf 式中：Is—开关电源的额定输出电流; If—用电设备的最大吸收电流; K—裕量系数，一般取1。5～1。8;电容式开关电源它们能使输进电压升高或降低，也可以用于产生负电压。其内部的FET开关阵列以一定方式控制快速电容器的充电和放电，从而使输进电压以一定因数（0。5，2或3）倍增或降低，从而得到所需要的输出电压。

这种特别的调制过程可以保证高达80%的效率，而且只需外接陶瓷电容。由于电路是开关工作的，电荷泵结构也会产生一定的输出纹波和EMI（电磁干扰）首先贮存能量，然后以受控方式开释能量，以获得所需的输出电压。

#FormatImgID_8##FormatImgID_0#

这两种电路看似简单，但是实际分析起来还是能够分析出很多细枝末节的知识。只有熟练掌握了这些基础知识，才能更加熟练、快速的完成电路设计。可见，在学习的过程当中，切忌急功近利，稳扎稳打才是最稳妥也是最能收获知识的学习方式。

BUCK电路拓扑及其工作原理

BUCK电路拓扑

T是全控元件（GTR，GTO，MOSFET，IGBT），当#FormatImgID_1#时，T导通。

D：续流二极管。

L和C组成LPF。

#FormatImgID_2#

二、工作原理

#FormatImgID_3#

四、假设及参数计算

1.T，D均为理想器件

2.L较大，使得在一个周期内电流连续且无内阻

3.直流输出电压U0为恒定

4.整个电路无功耗

5.电路已达稳态

#FormatImgID_4#

#FormatImgID_5#

#FormatImgID_6#

#FormatImgID_7#

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