DCDC-Buck電路分析

2024-10-11 09:00

DCDC-Buck電路分析

DCDC電路在我們?nèi)粘Ｉ钪泻艹Ｓ茫芏嗳瞬恢朗裁词荄CDC電路，DCDC電路又是如何工作的，接下來就通過這篇文章給大家介紹一下DCDC電路的工作原理。

DCDC電路是直流轉(zhuǎn)直流電路，將某直流電源轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌妷褐档碾娐?，分為升壓型電路（Boost)、降壓型電路(Buck)和升降壓型電路（Buck-Boost）。這期我們先介紹降壓電路。

降壓電路和升壓電路主要由電感、電容、二極管和開關(guān)器件組成。電容兩端電壓不能突變，電容有通交流、阻直流、通高頻、阻低頻的特性；通過電感上的電流不能突變，電感有通直流、阻交流、通低頻，阻高頻的特性；二極管具有單向?qū)щ娦?。根?jù)電感、電容和二極管的特性，通過不同的電路設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)升壓和降壓功能。

降壓型電路

升壓型電路

升降壓型電路

接下來給大家介紹降壓電路的工作原理：降壓型電路是一種輸出電壓≤輸入電壓的非隔離直流變換器。

當(dāng)開關(guān)S1閉合時(shí)，二極管D根據(jù)單向?qū)щ娦越刂梗?/span>電感L被充磁儲(chǔ)能，流經(jīng)電感的電流線性增加，同時(shí)給電容C充電，給負(fù)載RL提供能量。此時(shí)Vout電壓緩慢上升，若S1一直閉合則最終Vout會(huì)近似等于Vin電壓（S1有耗損壓降），電流流向如下圖所示。

開關(guān)導(dǎo)通，電流流向

當(dāng)開關(guān)管S1斷開時(shí)，儲(chǔ)能電感L通過續(xù)流二極管D放電，電感電流IL線性減少，若S1一直保持關(guān)斷，則Vout會(huì)最終降至0V。電容的作用為儲(chǔ)能、濾波，使負(fù)載兩端電壓更加的平滑。電流流向如下圖所示。

開關(guān)導(dǎo)通，電流流向

當(dāng)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，通過電感上的電流不能突變，流經(jīng)電感的電流線性增加，由于電路是連續(xù)導(dǎo)通的（CCM工作模式），所以不會(huì)降到0值，此時(shí)=，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，所以=0。開關(guān)S1剛導(dǎo)通時(shí)，電路電流比較小，此時(shí)電容仍處于放電狀態(tài)，當(dāng)電路電流達(dá)到一定值時(shí)，電容停止放電，電源給電容進(jìn)行充電。

當(dāng)開關(guān)關(guān)斷時(shí)，電感進(jìn)行放電，此時(shí)電感上的電流線性減少，二極管導(dǎo)通，=，由于開關(guān)斷開，二極管左邊的電路無法導(dǎo)通，此時(shí)=0；電容此時(shí)仍處于充電狀態(tài)，電感給電容進(jìn)行充電，當(dāng)電路電流逐漸減小到一定值時(shí)，電容進(jìn)行放電。具體電路各元件的電流變化如下圖所示。