萌萌噠萌萌老師又來(lái)啦！
前面我們講到了常用的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，下面的幾個(gè)帖子，萌萌老師會(huì)就常用的Buck和Boost電路作進(jìn)一步的講解。
那首先就來(lái)講一講什么是Buck電路，以及它的基本結(jié)構(gòu)~
不要分心，跟著萌萌老師一起學(xué)起來(lái)~~
什么是Buck電路?
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(xù)，取決于開(kāi)關(guān)頻率、濾波電感L和電容C的數(shù)值。
BUCK也是DC-DC基本拓?fù)?，或者稱(chēng)為電路結(jié)構(gòu)，是最基本的DC-DC電路之一，用直流到直流的降壓變換。
BUCK和BOOST使用的元件大部分相同，但是元件的組成卻不盡相同。
如下圖所示，BUCK電路中T是全控元件（GTR，GTO，MOSFET，IGBT），當(dāng)t∈[0，DT]時(shí)，T導(dǎo)通。
簡(jiǎn)單的BUCK電路輸出的電壓不穩(wěn)定，會(huì)受到負(fù)載和外部的干擾，當(dāng)加入PID控制器，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
可通過(guò)采樣環(huán)節(jié)得到PWM調(diào)制波，再與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，通過(guò)PID控制器得到反饋信號(hào)，與三角波進(jìn)行比較，得到調(diào)制后的開(kāi)關(guān)波形，將其作為開(kāi)關(guān)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)BUCK電路閉環(huán)PID控制系統(tǒng)。
BUCK的基本結(jié)構(gòu)
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(shè)計(jì)的原則是使us（t）的直流分量可以通過(guò)，而抑制us（t）的諧波分量通過(guò)；
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）。
電路工作頻率很高，一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)電容充放電引起的紋波uripple（t）很小，相對(duì)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(wěn)態(tài)工作時(shí)，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(kāi)關(guān)電路穩(wěn)態(tài)分析中的小紋波近似原理。
一個(gè)周期內(nèi)電容充電電荷高于放電電荷時(shí)，電容電壓升高，導(dǎo)致后面周期內(nèi)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(guò)程的延續(xù)直至達(dá)到充放電平衡，此時(shí)電壓維持不變；
反之，如果一個(gè)周期內(nèi)放電電荷高于充電電荷，將導(dǎo)致后面周期內(nèi)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(guò)程的延續(xù)直至達(dá)到充放電平衡，最終維持電壓不變。
這種過(guò)程是電容上電壓調(diào)整的過(guò)渡過(guò)程，在電路穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，電路達(dá)到穩(wěn)定平衡，電容上充放電也達(dá)到平衡，這是電路穩(wěn)態(tài)工作時(shí)的一個(gè)普遍規(guī)律。
開(kāi)關(guān)S置于1位時(shí)，電感電流增加，電感儲(chǔ)能；而當(dāng)開(kāi)關(guān)S置于2位時(shí)，電感電流減小，電感釋能。假定電流增加量大于電流減小量，則一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)電感上磁鏈增量為：
此增量將產(chǎn)生一個(gè)平均感應(yīng)電勢(shì)：
此電勢(shì)將減小電感電流的上升速度并同時(shí)降低電感電流的下降速度，最終將導(dǎo)致一個(gè)周期內(nèi)電感電流平均增量為零；一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)電感上磁鏈增量小于零的狀況也一樣。
這種在穩(wěn)態(tài)狀況下一個(gè)周期內(nèi)電感電流平均增量（磁鏈平均增量）為零的現(xiàn)象稱(chēng)為：電感伏秒平衡。這也是電力電子電路穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的又一個(gè)普遍規(guī)律。
